CN114739030B - 一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，系统包括压缩泵、换热器、滤油器、吸附器以及平衡罐，所述压缩泵的冷冻油出口和氦气出口分别与换热器的两个入口连通，换热器的气路出口与滤油器连通，换热器的油路出口通过常开电磁阀与压缩泵通过油路连通，滤油器与吸附器通过气路连通，吸附器与进气连接管通过气路连通，进气连接管、低温泵、回气连接管、平衡罐及压缩泵顺次通过气路连通，平衡罐与压缩泵之间的气路与滤油器通过油路连通，吸附器与滤油器之间的气路以及平衡罐与压缩泵之间的气路通过第一中间气路连通且第一中间气路上设置常闭电磁阀；本发明的优点在于：有效降低系统振幅，避免对整机寿命及可靠性造成不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及变频氦气压缩机领域，更具体涉及一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法。
背景技术
低温制冷领域经常使用到高压、高纯氦气经过膨胀降温的制冷方式。通常使用氦气压缩机为制冷循环系统提供高压、高纯氦气，在节能减排的大背景下，变频氦气压缩机可以随着负载工况的不同调整电机频率从而实现对应匹配的不同输气量。
由于氦气的绝热指数较高，压缩过程中产生大量的热量，所以氦气压缩泵相较于其他氟利昂工质的压缩泵会多一路油循环，高温润滑油从压缩泵的底部排油口排出，经换热器冷却，油过滤器，然后经小孔降压被喷射进入压缩泵顶部的低压区进行降温；而变频氦气压缩机常用的为交流感应电机，启动初期需要按照一定的频速由静止逐步加速至到目标转速，在此过程中油路喷射口的背压变化较大，造成变频氦气压缩机系统振幅较大，同样的在停机阶段一样存在相同的问题，对整机寿命及可靠性有不利影响。
中国专利授权公告号CN209877429U，公开了一种氦气制冷机的变频机构，包括压缩机组件、变频器组件和制冷机组件，所述压缩机组件与变频组件信号连接，变频器机组与制冷机组信号连接，所述变频器组件包括变频器、滤波器，所述滤波器包括一级滤波器、二级滤波器和三级滤波器；其中所述氦气制冷机组包含有三相制冷机组，所述三相制冷机组上连接有控制电源频率波形为类正弦波的三级滤波器，所述三级滤波器与二级滤波器连接，所述二级滤波器连接变频器，所述变频器连接一级滤波器；所述一级滤波器连接于220V的电源上；所述变频器用于将输入的供电率频提升为55～80HZ；采用三级滤波装置使输出的供电电源为更适合制冷器高效工作的3相160V 60HZ，更加有利于提升制冷机的工作效率。但是该专利无法解决变频氦气压缩机系统振幅较大的问题，从而对整机寿命及可靠性有不利影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术变频氦气压缩机系统无法解决振幅较大的问题，从而对整机寿命及可靠性有不利影响。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种减振变频氦气压缩机系统，包括压缩泵、换热器、滤油器、吸附器以及平衡罐，所述压缩泵的冷冻油出口和氦气出口分别与换热器的两个入口连通，换热器的气路出口与滤油器连通，换热器的油路出口通过常开电磁阀与压缩泵通过油路连通，滤油器与吸附器通过气路连通，吸附器与进气连接管通过气路连通，进气连接管、低温泵、回气连接管、平衡罐及压缩泵顺次通过气路连通，平衡罐与压缩泵之间的气路与滤油器通过油路连通，滤油器上接有压力传感器Ph，平衡罐上接有压力传感器Pl，吸附器与滤油器之间的气路以及平衡罐与压缩泵之间的气路通过第一中间气路连通且第一中间气路上设置常闭电磁阀；
系统上电的初期，常开电磁阀和常闭电磁阀保持开启状态4～6s，压缩泵启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以a Hz/s的升频速率升频至50Hz后，常开电磁阀切换为开启状态，常闭电磁阀维持关闭状态，系统进入运行工作状态，压缩泵以50Hz运行预设时间后将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，若ΔP<c，则压缩泵升频bHz运行预设时间，若c<ΔP<d，则压缩泵运行预设时间，若ΔP>d，则压缩泵降频bHz运行预设时间；压缩泵停机的同一时刻，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0。
本发明压缩泵启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，避免油路喷射口背压变化，从而避免压缩泵启动的时候变频氦气压缩机系统振幅变大，在压缩泵运行过程中，将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，依据比较结果，变化工作频率，从而减小系统振幅，压缩泵停机过程中，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0，在启动和停机过程中，常开电磁阀均关闭，常开电磁阀所在气路与压缩泵不连通，切断连接，避免振幅范围扩大，有效减小振幅，同时在启动和停机过程均是缓慢升速或者缓慢降速，大大减小压缩泵周围振幅，整个过程中，有效降低系统振幅，避免对整机寿命及可靠性造成不利影响。
进一步地，所述压缩泵的冷冻油出口与换热器的一个入口之间通过油路连通。
更进一步地，所述压缩泵与换热器的一个入口之间设置第一过滤器、第一节流孔，所述压缩泵、第一过滤器、第一节流孔及换热器的一个入口顺次通过油路连通。
进一步地，所述压缩泵的氦气出口与换热器的另一个入口之间通过气路连通。
进一步地，所述减振变频氦气压缩机系统，还包括第二节流孔、第二过滤器，所述平衡罐与压缩泵之间的气路、第二节流孔、第二过滤器及滤油器顺次通过油路连通。
进一步地，所述减振变频氦气压缩机系统，还包括旁通阀，所述吸附器与滤油器之间的气路以及平衡罐与压缩泵之间的气路还通过第二中间气路连通且第二中间气路上设置旁通阀。
进一步地，所述减振变频氦气压缩机系统，还包括补气阀，所述平衡罐的进气口通过气路与补气阀连通，所述补气阀所在气路上设置压力传感器Pl。
进一步地，所述换热器通过冷却风机或冷却循环水换热。
进一步地，所述a、e的范围均为0～5，c、d的范围均为1.0～3.0MPA，b的范围为0～10，所述预设时间为1min。
本发明还提供一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，所述压缩泵将低压氦气升压，冷冻油和氦气分别进入换热器，冷冻油完成换热后通过常开电磁阀继续回至压缩机泵中对电机和压缩工质进行散热，高压氦气经过换热后，进入滤油器去除混杂的冷冻油分子后进入吸附器中进一步纯化进入进气连接管后进入低温泵；进入低温泵内膨胀机端膨胀降压后的低压氦气通过回气连接管进入平衡罐中再回至压缩泵中，并将滤油器中滤除的冷冻油并联带回压缩泵中；系统上电的初期，常开电磁阀和常闭电磁阀保持开启状态4～6s，压缩泵启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以a Hz/s的升频速率升频至50Hz后，常开电磁阀切换为开启状态，常闭电磁阀维持关闭状态，系统进入运行工作状态，压缩泵以50Hz运行预设时间后将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，若ΔP<c，则压缩泵升频bHz运行预设时间，若c<ΔP<d，则压缩泵运行预设时间，若ΔP>d，则压缩泵降频bHz运行预设时间；压缩泵停机的同一时刻，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0。
本发明的优点在于：本发明压缩泵启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，避免油路喷射口背压变化，从而避免压缩泵启动的时候变频氦气压缩机系统振幅变大，在压缩泵运行过程中，将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，依据比较结果，变化工作频率，从而减小系统振幅，压缩泵停机过程中，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0，在启动和停机过程中，常开电磁阀均关闭，常开电磁阀所在气路与压缩泵不连通，切断连接，避免振幅范围扩大，有效减小振幅，同时在启动和停机过程均是缓慢升速或者缓慢降速，大大减小压缩泵周围振幅，整个过程中，有效降低系统振幅，避免对整机寿命及可靠性造成不利影响。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的一种减振变频氦气压缩机系统的原理图；
图2为本发明实施例所公开的一种减振变频氦气压缩机系统的低温泵制冷系统结构示意图；
图3为本发明实施例所公开的一种减振变频氦气压缩机系统的控制逻辑图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
如图1所示，一种减振变频氦气压缩机系统，包括压缩泵1、换热器2、第一过滤器3、第一节流孔4、滤油器5、吸附器6、进气连接管7、低温泵8、回气连接管9、平衡罐10、常开电磁阀V2、第二节流孔11、第二过滤器12、压力传感器Ph、压力传感器Pl、常闭电磁阀V1、旁通阀13及补气阀14。
所述压缩泵1与换热器2的一个入口之间设置第一过滤器3、第一节流孔4，所述压缩泵1的冷冻油出口、第一过滤器3、第一节流孔4及换热器2的一个入口顺次通过油路连通。所述压缩泵1的氦气出口与换热器2的另一个入口之间通过气路连通。所述换热器2通过冷却风机或冷却循环水换热。所述换热器2的气路出口与滤油器5连通，换热器2的油路出口通过常开电磁阀V2与压缩泵1通过油路连通。
所述滤油器5与吸附器6通过气路连通，吸附器6与进气连接管7通过气路连通，进气连接管7、低温泵8、回气连接管9、平衡罐10及压缩泵1顺次通过气路连通，所述平衡罐10与压缩泵1之间的气路、第二节流孔11、第二过滤器12及滤油器5顺次通过油路连通，滤油器5上接有压力传感器Ph，平衡罐10上接有压力传感器Pl。进气连接管7、低温泵8、回气连接管9以及压缩机之间的连接示意图如图2所示。
继续参阅图1，所述吸附器6与滤油器5之间的气路以及平衡罐10与压缩泵1之间的气路通过第一中间气路连通且第一中间气路上设置常闭电磁阀V1，所述吸附器6与滤油器5之间的气路以及平衡罐10与压缩泵1之间的气路还通过第二中间气路连通且第二中间气路上设置旁通阀13；所述平衡罐10的进气口通过气路与补气阀14连通，所述补气阀14所在气路上设置压力传感器Pl。
本发明的工作过程为：所述压缩泵1将低压氦气升压，冷冻油和氦气分别进入换热器2，通过冷却风机或冷却循环水换热，冷冻油完成换热后通过常开电磁阀V2继续回至压缩机泵中对电机和压缩工质进行散热，高压氦气经过换热后，进入滤油器5去除少量混杂的冷冻油分子后进入吸附器6中进一步纯化进入进气连接管7后进入低温泵8；高压端压力传感器Ph外接在滤油器5上实时采集系统运转时的压力。进入低温泵8内膨胀机端膨胀降压后的低压氦气通过回气连接管9进入氦气压缩机内的平衡罐10中再回至压缩泵1中，并将滤油器5中滤除的冷冻油并联带回压缩泵1中，低压端压力传感器Pl与平衡罐10连接，实时采集系统压力。
如图3所示，系统上电的初期，常开电磁阀V2和常闭电磁阀V1保持开启状态4～6s，本实施例中保持开启状态5s，保证系统高低压平衡状态启动，压缩泵1启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，压缩泵1以a Hz/s的升频速率升频至50Hz后，常开电磁阀V2切换为开启状态，常闭电磁阀V1维持关闭状态，系统进入运行工作状态，压缩泵1以50Hz运行预设时间后将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，若ΔP<c，则压缩泵1升频bHz运行预设时间，若c<ΔP<d，则压缩泵1运行预设时间，若ΔP>d，则压缩泵1降频bHz运行预设时间；压缩泵1停机的同一时刻，常开电磁阀V2切换为关闭状态，压缩泵1以eHz/s的速度降速到0。所述a、e的范围均为0～5，本实施例中取3，c、d的范围均为1.0～3.0MPA，本实施例中取2，b的范围为0～10，本实施例中取5，所述预设时间为1min。
通过以上技术方案，本发明压缩泵1启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，避免油路喷射口背压变化，从而避免压缩泵1启动的时候变频氦气压缩机系统振幅变大，在压缩泵1运行过程中，将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，依据比较结果，变化工作频率，从而减小系统振幅，压缩泵停机过程中，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0，在启动和停机过程中，常开电磁阀均关闭，常开电磁阀所在气路与压缩泵不连通，切断连接，避免振幅范围扩大，有效减小振幅，同时在启动和停机过程均是缓慢升速或者缓慢降速，大大减小压缩泵周围振幅，整个过程中，有效降低系统振幅，避免对整机寿命及可靠性造成不利影响。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述系统包括压缩泵、换热器、滤油器、吸附器以及平衡罐，所述压缩泵的冷冻油出口和氦气出口分别与换热器的两个入口连通，换热器的气路出口与滤油器连通，换热器的油路出口通过常开电磁阀与压缩泵通过油路连通，滤油器与吸附器通过气路连通，吸附器与进气连接管通过气路连通，进气连接管、低温泵、回气连接管、平衡罐及压缩泵顺次通过气路连通，平衡罐与压缩泵之间的气路与滤油器通过油路连通，滤油器上接有压力传感器Ph，平衡罐上接有压力传感器Pl，吸附器与滤油器之间的气路以及平衡罐与压缩泵之间的气路通过第一中间气路连通且第一中间气路上设置常闭电磁阀；
所述压缩泵将低压氦气升压，冷冻油和氦气分别进入换热器，冷冻油完成换热后通过常开电磁阀继续回至压缩机泵中对电机和压缩工质进行散热，高压氦气经过换热后，进入滤油器去除混杂的冷冻油分子后进入吸附器中进一步纯化进入进气连接管后进入低温泵；进入低温泵内膨胀机端膨胀降压后的低压氦气通过回气连接管进入平衡罐中再回至压缩泵中，并将滤油器中滤除的冷冻油并联带回压缩泵中；系统上电的初期，常开电磁阀和常闭电磁阀保持开启状态4～6s，压缩泵启动同一时刻，两个电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以aHz/s的升频速率升频至50Hz后，常开电磁阀切换为开启状态，常闭电磁阀维持关闭状态，系统进入运行工作状态，压缩泵以50Hz运行预设时间后将压力传感器Ph和压力传感器Pl的差值ΔP与预设值c、d对比，若ΔP<c，则压缩泵升频bHz运行预设时间，若c<ΔP<d，则压缩泵运行预设时间，若ΔP>d，则压缩泵降频bHz运行预设时间；压缩泵停机的同一时刻，常开电磁阀切换为关闭状态，压缩泵以eHz/s的速度降速到0。
2.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述压缩泵的冷冻油出口与换热器的一个入口之间通过油路连通。
3.根据权利要求2所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述压缩泵与换热器的一个入口之间设置第一过滤器、第一节流孔，所述压缩泵、第一过滤器、第一节流孔及换热器的一个入口顺次通过油路连通。
4.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述压缩泵的氦气出口与换热器的另一个入口之间通过气路连通。
5.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，还包括第二节流孔、第二过滤器，所述平衡罐与压缩泵之间的气路、第二节流孔、第二过滤器及滤油器顺次通过油路连通。
6.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，还包括旁通阀，所述吸附器与滤油器之间的气路以及平衡罐与压缩泵之间的气路还通过第二中间气路连通且第二中间气路上设置旁通阀。
7.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，还包括补气阀，所述平衡罐的进气口通过气路与补气阀连通，所述补气阀所在气路上设置压力传感器Pl。
8.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述换热器通过冷却风机或冷却循环水换热。
9.根据权利要求1所述的一种减振变频氦气压缩机系统的控制方法，其特征在于，所述a、e的范围均为0～5，c、d的范围均为1.0～3.0MPA，b的范围为0～10，述预设时间为1min。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10238889A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-08 | Mayekawa Mfg Co Ltd | Ｈｅ液化冷凍機 |
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| CN214949922U (zh) * | 2021-04-15 | 2021-11-30 | 安徽美乐柯制冷空调设备有限公司 | 一种低环温制冷机组供油系统 |
-
2022
- 2022-03-07 CN CN202210224520.5A patent/CN114739030B/zh active Active
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