EA029328B1 - Способ диагностики поршневого компрессора (варианты) и поршневой компрессор (варианты) - Google Patents

Способ диагностики поршневого компрессора (варианты) и поршневой компрессор (варианты) Download PDF

Info

Publication number
EA029328B1
EA029328B1 EA201490351A EA201490351A EA029328B1 EA 029328 B1 EA029328 B1 EA 029328B1 EA 201490351 A EA201490351 A EA 201490351A EA 201490351 A EA201490351 A EA 201490351A EA 029328 B1 EA029328 B1 EA 029328B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
piston
compressor
air
valve
cylinder
Prior art date
Application number
EA201490351A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201490351A1 (ru
Inventor
Брет Дуэйн Уорден
Милан Карунаратне
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of EA201490351A1 publication Critical patent/EA201490351A1/ru
Publication of EA029328B1 publication Critical patent/EA029328B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00—Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/24—Control not provided for in a single group of groups F04B27/02 - F04B27/22
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers

Abstract

Предложены способы и системы для компрессора, содержащего картер. Состояние компрессора может быть определено, основываясь на состоянии утечки клапана компрессора, на основе перемещения поршня в картере. После того как диагностика выполнена, могут быть предприняты соответствующие меры по исправлению, чтобы минимизировать степень опасности.

Description

Область техники
Варианты выполнения раскрытого объекта изобретения относятся к системе и способу диагностики поршневого компрессора.
Обсуждение уровня техники
Состояние элементов компрессора может ухудшаться в процессе работы различными путями. Например, может ухудшаться эффективность клапанов, приводя к утечкам нагнетаемого воздуха обратно в цилиндры. Утечка в клапанах может быть вызвана маслом, прошедшим через клапаны, повторным сжатием, нагреванием до высоких температур и карбонизацией на клапанах, в результате чего клапаны теряют свою эффективность и дают утечку. Продолжение ухудшения состояния клапанов приводит к более высоким температурам, сильному износу элементов и окончательному отказу клапанов, что делает невозможным подачу нагнетаемого воздуха компрессором в локомотив или к другому пользователю сжатого воздуха или другого газа. В настоящее время прогностические и диагностические методы для поршневых компрессоров сосредотачиваются на вибрации, акустике, тепловых и других технологиях, которые требуют дополнительных датчиков, помимо основного датчика или датчика давления в резервуаре. Так в документе ЕР 1508736 предложена система и способ диагностики рабочего состояния контура с текучей средой, в которых для диагностики применяют дополнительный датчик расхода.
Сущность изобретения
Целью изобретения является обеспечение возможности диагностирования поршневых компрессоров без использования дополнительных датчиков, помимо основного датчика или датчика давления в резервуаре. В одном варианте выполнения предложен способ для компрессора. Способ включает диагностику состояния утечки в клапане компрессора, основываясь на перемещении поршня в картере.
В одном варианте выполнения контроллер используют для определения состояния поршневого компрессора, основываясь на перемещении поршня в течение интервала времени, следующего за заполнением резервуара до уровня давления. Перемещение поршня свидетельствует об утечке в клапане внутри поршневого компрессора.
В одном варианте выполнения поршневой компрессор содержит по меньшей мере один поршень, причем каждый поршень соединен с коленчатым валом и расположен внутри соответствующего цилиндра. В резервуаре запасается нагнетаемый воздух, выпускаемый цилиндрами. Выпускной клапан обеспечивает возможность передачи воздуха, сжатого каждым поршнем, из соответствующего цилиндра в резервуар. Впускной клапан обеспечивает возможность поступления воздуха в каждый соответствующий цилиндр перед перемещением поршня. Датчик измеряет по меньшей мере один показатель в течение периода времени, который свидетельствует о состоянии утечки в каждом выпускном клапане в последней ступени компрессора.
В одном варианте выполнения способ используют для поршневого компрессора, функционально соединенного с резервуаром. Резервуар заполняют до нужного или превосходящего уровня давления. Клапан, расположенный между резервуаром и одним или несколькими цилиндрами, закрыт, причем каждый цилиндр имеет размещенный в нем поршень, который не находится в нижней мертвой точке. Компрессор закрыт относительно воздушной среды, чтобы поддерживать внутри компрессора состояние нагнетаемого воздуха. Если обнаружено перемещение поршня, выдается сигнал, который указывает, что в клапане имеется утечка.
Сущность изобретения приведена для описания выбора концепций в упрощенной форме, которые описаны далее в данном документе. Сущность изобретения не предназначена для указания ключевых или существенных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначена для ограничения объема заявленного объекта изобретения. Кроме того, заявленный объект изобретения не ограничивается вариантами выполнения, которые устраняют некоторые или все недостатки, отмеченные в любой части настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Ссылка делается на прилагаемые чертежи, на которых проиллюстрированы конкретные варианты выполнения и дополнительные преимущества настоящего изобретения, как описано более подробно в приведенном ниже описании и на которых:
фиг. 1 изображает иллюстративный вариант выполнения транспортного средства, содержащего компрессор с картером;
фиг. 2 изображает подробно компрессор, содержащий цилиндры высокого и низкого давления; фиг. 3 изображает иллюстративный вариант выполнения цилиндра компрессора во время такта
сжатия;
фиг. 4 изображает иллюстративный вариант выполнения цилиндра компрессора во время такта впуска;
фиг. 5 изображает иллюстративный вариант выполнения способа для диагностики состояния компрессора;
фиг. 6 изображает иллюстративный вариант выполнения способа для реакции на состояние компрессора.
- 1 029328
Подробное описание
Варианты выполнения раскрытого в настоящем документе объекта изобретения относятся к системам и способам диагностики компрессора. Компрессор может быть частью транспортного средства, как, например, локомотивной установки. Другие подходящие типы транспортных средств могут включать шоссейные транспортные средства, внедорожные транспортные средства, горно-шахтное оборудование и морские суда. Другие варианты выполнения могут быть использованы для стационарных компрессоров. Эти транспортные средства могут содержать компрессор с элементами, характеристики которых ухудшаются при использовании. Такое состояние может быть обнаружено для определения состояния неисправности и инициирования, в ответ на это, предупредительных мер по исправлению положения, чтобы предотвратить полную неисправность компрессора.
Рассматриваемые варианты выполнения предназначены для обнаружения утечек в клапанах воздушного компрессора, такого как поршневой компрессор, путем оценки положения коленчатого вала или скорости компрессора (в частности, выпускного клапана высокого давления). Как только компрессор заполнил резервуар до приемлемого предела, компрессор выключают. Эта технология направлена на отклик сигнала оборотов (например, положение коленчатого вала) воздушного компрессора после того, как компрессор заправил систему и выключился. Если в клапане имеется значительная утечка (при условии, что поршень не находится в нижней мертвой точке), нагнетаемый воздух в резервуаре будет стравливаться обратно через выпускной клапан, вызывая перемещение головки поршня высокого давления вниз таким образом, вызывая отклик сигнала оборотов (или положения коленчатого вала) компрессора. Иллюстративные системы и способы могут быть использованы в качестве системы раннего обнаружения износа и неисправности клапана, что, в конечном счете, приводит к отказу компрессора.
Рассматриваемые системы и способы также могут быть использованы для диагностики и прогнозирования проблем в воздушном компрессоре прежде, чем произошел полный отказ компрессора, который также может привести к дорожной аварии. Если в системе может быть обнаружено возникновение неисправности (утечки) клапана, могут быть обеспечены правильные корректирующие действия, чтобы остановить развитие неисправности и выявить проблемы в системе. Таким образом, клиенты могут получать экономию путем прогнозирования проблем на начальных стадиях неисправности, еще до того, как утечки в клапане приведут к неисправностям других элементов и окончательному отказу компрессора и остановке локомотива. Предупреждение вторичного ущерба также является преимуществом, поскольку другие элементы двигателя (поршни, вкладыши и т.д.) могут быть сохранены, если утечка обнаружена на ранней стадии.
На фиг. 1 изображена блок-схема иллюстративного варианта выполнения системы 100 транспортного средства (например, локомотивной установки), изображенного в настоящем документе в виде рельсового транспортного средства 106, выполненного с возможностью перемещения по рельсам 102 с помощью колес 108. Как показано, средство 106 содержит компрессорную систему с компрессором 110. В одном варианте выполнения компрессор представляет собой поршневой компрессор, который подает воздух под высоким давлением. Для этого компрессор может сжимать воздух, поступивший через впускное отверстие 114 для окружающего воздуха, в многоступенчатом процессе для генерации нагнетаемого воздуха. В качестве примера, окружающий воздух сжимается в первой ступени до первого уровня давления и подается во вторую ступень, которая дополнительно сжимает воздух до второго уровня давления, который выше, чем первый уровень. Нагнетаемый воздух при втором уровне давления может быть впоследствии запасен в резервуаре.
Компрессор 110 содержит картер 160, который представляет собой корпус для коленчатого вала (не показан на фиг. 1), соединенного с цилиндрами (не показаны на фиг. 1) компрессора. Двигатель 165 используется для вращения коленчатого вала для приведения в действие поршней в цилиндрах. Коленчатый вал может смазываться компрессорным маслом, перекачиваемым масляным насосом (не показан) и распыляемым на коленчатый вал. Коленчатый вал, в свою очередь, может быть механически соединен с несколькими поршнями через соответствующие соединительные штоки. Поршни втягиваются вниз и выталкиваются наверх, когда коленчатый вал вращается, чтобы генерировать и выпускать нагнетаемый воздух в одну или несколько ступеней.
Средство 106 дополнительно содержит контроллер 130 для управления различными элементами, связанными с системой 100. В одном примере контроллер 130 содержит компьютерную систему управления. В одном варианте выполнения компьютерная система управления содержит процессор, такой как процессор 132. Контроллер 130 может содержать несколько блоков управления компрессором (ЕСИ), при этом система управления может быть распределена между каждым из блоков ЕСИ. Контроллер 130 дополнительно содержит машиночитаемые носители информации, такие как память 134, включая инструкции по обеспечению бортового мониторинга и управлению работой рельсового транспортного средства. Память 134 может включать энергозависимую и энергонезависимую память.
Контроллер может осуществлять надзор за управлением и организацией системы 100. Контроллер может принимать сигналы от различных датчиков 150 компрессора, чтобы определить рабочие параметры и рабочие условия, и соответствующим образом регулировать различные исполнительные механизмы 152 компрессора для управления работой средства 106. Например, контроллер может принимать сигналы
- 2 029328
от различных датчиков, включая частоту вращения компрессора, нагрузку компрессора, давление наддува, давление выхлопных газов, атмосферное давление, температуру выхлопных газов и т.д. В качестве другого примера, контроллер может принимать сигнал от датчика 170 давления в картере, который измеряет давление картера 160. В качестве другого примера, контроллер может принимать сигнал от датчика 172 положения коленчатого вала, который измеряет положение коленчатого вала. Соответственно, контроллер может управлять системой транспортного средства путем подачи команды к различным элементам, таким как тяговые двигатели, генератор, клапаны цилиндра, дроссельная заслонка и т.д. Сигналы от датчиков 150, 170 и 172 могут быть сгруппированы вместе в один или несколько жгутов, чтобы уменьшить пространство в системе 100, предназначенное для проводки и для защиты сигнальных проводов от истирания и вибрации.
Контроллер может содержать бортовую электронную диагностику для записи рабочих характеристик компрессора. Рабочие характеристики могут включать, например, измерения датчиков 150, 170 и 172. Такие рабочие характеристики могут быть сохранены в базе данных в памяти 134. В одном варианте выполнения текущие рабочие характеристики могут сравниваться с прошлыми рабочими характеристиками, чтобы определить тенденции рабочих характеристик компрессора.
Контроллер может включать бортовую электронную диагностику для выявления и записи потенциального ухудшения рабочих характеристик и неисправностей элементов системы 100. Например, когда идентифицируется потенциальное ухудшение рабочих характеристик элементов, диагностический код может сохраняться в памяти 134. В одном варианте выполнения уникальный диагностический код может соответствовать каждому типу ухудшения рабочих характеристик, который может быть выявлен с помощью контроллера. Например, первый диагностический код может указывать на неработающий выпускной клапан цилиндра, второй диагностический код может указывать на неработающий впускной клапан цилиндра, третий диагностический код может указывать на нежелательные действия сжатия поршнем и т.д. Контроллер может изменять выпуск из компрессора 110 нагнетаемого воздуха, основываясь на различных параметрах, включая состояния связанных систем нагнетаемого воздуха (например, в пределах двигателей соседних локомотивов), условий окружающей среды, общего спроса подачи сжатого воздуха и т.д.
Контроллер может быть дополнительно соединен с дисплеем 140, таким как дисплей диагностического интерфейса, что обеспечивает пользовательский интерфейс для обслуживающего персонала и команды технического обслуживания локомотива. Контроллер может управлять компрессором в ответ на ввод оператора через пользовательские элементы 142 управления вводом путем подачи команды для регулировки соответствующим образом различных исполнительных механизмов 152 компрессора. Не ограничивающие примеры пользовательских элементов 142 могут включать управление дроссельной заслонкой, управление тормозной системой, клавиатуру и выключатель питания. Кроме того, рабочие характеристики компрессора, например диагностические коды, соответствующие элементам с ухудшенными рабочими характеристиками, могут представляться оператору и/или команде технического обслуживания через дисплей 140.
Система транспортного средства может содержать систему 144 связи, связанную с контроллером. В одном варианте выполнения система 144 может содержать радио и антенну для передачи и приема сообщений речи и данных. Например, передача данных может осуществляться между системой транспортного средства и центром управления железной дороги, другого локомотива, спутника и/или придорожного устройства, например железнодорожной стрелки. Например, контроллер может оценить географические координаты системы транспортного средства, используя сигналы от приемника СР8. В качестве другого примера, контроллер может передавать рабочие характеристики компрессора в центр управления посредством сообщения, переданного от системы 144 связи. В одном варианте выполнения сообщение может быть передано в центр управления посредством системы 144 управления, когда обнаружен элемент компрессора с ухудшенными рабочими характеристиками и система транспортного средства может быть запланирована для обслуживания.
Примером элемента с ухудшенными рабочими характеристиками может быть выпускной клапан из цилиндра компрессора. Надлежащая работа компрессора основывается на работоспособном впускном клапане и выпускном клапане, которые связаны с каждым цилиндром. Впускной клапан открывается для втягивания воздуха вовнутрь, когда поршень тянет вниз к нижней мертвой точке за счет вращения коленчатого вала (не показан). В нижней мертвой точке впускной клапан закрывается, герметично закрывая, тем самым, цилиндр. По мере того как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень выталкивается вверх от нижней мертвой точки для сжатия воздуха, содержащегося внутри цилиндра, до уровня требуемого давления, перед тем как выпускной клапан открывается, обеспечивая, тем самым, возможность нагнетаемому воздуху выйти из цилиндра в резервуар 180. Это процесс повторяется до тех пор, пока резервуар не будет заполнен нагнетаемым воздухом на уровне давления, определяемом с помощью датчика 185. Резервуар соединен с одной или несколькими пневматическими системами и/или устройствами, облегчающими их работу.
После того как резервуар заполнен, воздушная система между впускным отверстием резервуара и компрессором закрывается, и контролируют один или большее количество поршней внутри компрессора.
- 3 029328
В одном варианте выполнения поршень в цилиндре ступени высокого давления контролируется, чтобы определить, сместится ли поршень в течение периода времени, следующего за наполнением резервуара. Если такое смещение будет обнаружено, то можно предположить, что выпускной клапан неисправен, поскольку он допускает обратное стравливание нагнетаемого воздуха, вынуждая, тем самым, поршень перемещаться вниз к нижней части цилиндра. Смещение поршня может быть достигнуто путем определения положения кривошипа или частоты вращения вала компрессора с использованием одного или большего количества датчиков 150 компрессора.
В одном варианте выполнения компрессор представляет собой двухтактный компрессор. В двухтактном компрессоре впускные и выпускные функции разделены, когда поршень подходит к нижней мертвой точке в конце такта впуска и когда он движется от нижней мертвой точки в начале такта сжатия. Такт впуска втягивает воздух в цилиндр, когда поршень тянет вниз коленчатым валом, когда тот приводится во вращение двигателем. По мере того как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень сжимает воздух в цилиндре, когда поршень перемещается в направлении верхней мертвой точки во время такта сжатия. Таким образом, компрессор, например коленчатый вал 250, может повернуться один раз в течение одного двухтактного цикла.
На фиг. 2 проиллюстрирован подробный вид компрессора 110, представленного на фиг. 1. Компрессор содержит три цилиндра 210, 220, 230. Каждый цилиндр содержит поршень 218, 228, 238, соединенный с коленчатым валом 250 посредством соединительных штоков 240, 242, 244. Коленчатый вал 250 приводится в движение двигателем 165, чтобы циклическим образом тянуть соответствующие поршни вниз к нижней мертвой точке и толкать поршни к верхней мертвой точке для выпуска нагнетаемого воздуха, который подается в резервуар 180 через воздуховоды 280, 282, 284, 286. В этом варианте выполнения компрессор разделен на две ступени: ступень низкого давления и ступень высокого давления для получения нагнетаемого воздуха поэтапным подходом. Ступень низкого давления сжимает воздух до первого уровня давления, который дополнительно сжимается ступенью высокого давления до второго уровня давления. В этом примере ступень низкого давления содержит цилиндры 220, 230, а ступень высокого давления содержит цилиндр 210.
При работе воздух из впускного отверстия 114 для окружающего воздуха сначала втягивается в цилиндры низкого давления через впускные клапаны 222, 232, которые открываются и закрываются в портах 223, 233. Окружающий воздух втягивается по мере того, как цилиндры низкого давления приближаются к нижней мертвой точке, где впускные клапаны 222, 232 отделяются от портов 223, 233, чтобы обеспечить возможность поступления воздуха в каждый цилиндр 220, 230. После того как поршни достигли нижней мертвой точки, впускные клапаны 222 и 232 закрывают порты 223, 233 для удерживания воздуха внутри каждого цилиндра. После этого поршни 228, 238 толкаются к верхней мертвой точке, сжимая, тем самым, окружающий воздух, изначально всосанный в цилиндры. После того как цилиндры сжали окружающий воздух до первого уровня давления, выпускные клапаны 224, 234 в портах 225, 235 открываются для выпуска воздуха низкого давления в линии 280, 282 низкого давления.
Воздух низкого давления направляется в промежуточный охладитель 260 для отвода тепла сжатия путем выполнения процесса охлаждения, по существу, с постоянным давлением. Снижение температуры воздуха обеспечивает возможность повышения плотности воздуха, втягиваемого в ступень высокого давления для получения большей эффективности, чтобы обеспечить нужный уровень давления, одновременно, при этом, используя минимальное количество ресурсов. Расход, объем, температура и т.д. воздуха, выпускаемого из промежуточного охладителя, определяется контроллером 262 промежуточного охладителя. В одном варианте выполнения контроллер промежуточного охладителя использует термостатический регулятор с помощью механических средств, таких как тепловое расширение металла.
Воздух низкого давления, выпускаемый из промежуточного охладителя 260 в воздушную линию 284 низкого давления, впоследствии втягивается в цилиндр 210 высокого давления. Более конкретно, как поршень 218 надвигается к нижней мертвой точке, впускной клапан 212 открывается, обеспечивая, тем самым, возможность втягивания воздуха низкого давления в цилиндр 210 через впускное отверстие 213. После того как поршень 218 достигает нижней мертвой точки, впускной клапан 212 закрывается, чтобы закупорить воздух низкого давления в цилиндре 210. Затем поршень выталкивается вверх, сжимая, тем самым, воздух низкого давления в воздух высокого давления. По мере того как сжатие увеличивается, выпускной клапан 214 открывается, обеспечивая возможность выпуска воздуха высокого давления в линию 286 высокого давления 286 через выпускное отверстие 215. Вторичный охладитель 270 охлаждает воздух высокого давления для содействия в доставке воздуха большей плотности в резервуар 180 через воздушную линию 288.
Описанный выше процесс повторяется циклически, когда коленчатый вал 250 вращается, непрерывно обеспечивая высокое давление воздуха в резервуаре 180, которое контролируется датчиком 185 давления. После того как давление в резервуаре 180 достигает определенного уровня (например, 140 фунтов на квадратный дюйм) (9,66 атм.), датчик 185 давления посылает выходной сигнал к контроллеру 130 для разгрузки компрессора путем приведения в действие разгрузочного клапана 268 и выключения двигателя 165. Кроме того, разгрузочный клапан закрыт, когда компрессор находится в состоянии покоя, чтобы герметично закрыть воздушные линии и цилиндры для поддержания уровня давления нагнетаемо- 4 029328
го воздуха во всем компрессоре 110 в течение некоторого периода времени. В течение этого периода может быть оценено состояние некоторых клапанов в компрессоре 110, чтобы гарантировать, что они находятся в рабочем состоянии.
В одном варианте выполнения оценивают состояние выпускного клапана 214, чтобы определить, может ли он поддерживать закрытое положение, находясь под давлением. Неисправное состояние клапана может быть обнаружено путем мониторинга перемещения коленчатого вала 250 с помощью датчика 370, который обнаруживает смещение и/или частоту вращения коленчатого вала 250. В этом примере коленчатый вал 250 обычно не смещается в течение периода времени после заполнения резервуара, поскольку двигатель выключен. Таким образом, любое перемещение, обнаруженное датчиком 370, может быть вызвано протеканием воздуха высокого давления из воздушной линии 286 в цилиндр 210, как результат неправильного расположения выпускного клапана 214 в порту 215.
В результате неисправного состояния выпускного клапана 214 воздух, протекающий в цилиндр 210, смещает поршень 218 в направлении нижней мертвой точки. Поскольку поршень соединен с коленчатым валом через соединительный шток 240, перемещение поршня 218 также поворачивает коленчатый вал 250. Поскольку состояние неисправности клапана проявляется в виде смещенного поршня, мониторинг смещения поршня может быть инициирован каждый раз после того, как резервуар 180 заполняется до определенного уровня давления. В течение некоторого периода времени может быть снято несколько показаний, чтобы гарантировать, что определяется неисправное состояние, даже если одно или несколько показаний снимается, когда поршень находится в нижней мертвой точке в начале этого периода времени. Таким образом, нет необходимости определять начальное положение поршня 218 внутри цилиндра 210.
На фиг. 3 изображен иллюстративный вариант выполнения цилиндра 210 компрессора во время такта сжатия. В этом варианте выполнения цилиндр 210 содержит стенку 320 и объем для втягивания и сжатия воздуха. Поршень 218 может быть соединен с коленчатым валом 250 посредством соединительного штока 240, так что возвратно-поступательное перемещение поршня 218 может быть преобразовано во вращательное движение коленчатого вала 250. Коленчатый вал 250 и соединительный шток 240 заключены в картере 160. Поршень 218 совершает возвратно-поступательное перемещение назад и вперед внутри цилиндра 210 от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Верхняя мертвая точка соответствует положению поршня 218, которое является ближайшим к впускному клапану 312 и выпускному клапану 316. Нижняя мертвая точка соответствует положению поршня 218, которое дальше всего отстоит от впускного клапана 312 и выпускного клапана 316. В одном варианте выполнения впускной клапан 312 может быть открыт, чтобы обеспечить возможность поступления воздуха в цилиндр 210 из впускного порта 314. Выпускной клапан 216 может быть открыт, чтобы обеспечить возможность выхода нагнетаемого воздуха 410 из цилиндра 210 через выпускной порт 318. Нагнетаемый воздух, вытолкнутый из цилиндра через выпускной клапан 216, направляется в резервуар для хранения и последующего использования.
На фиг. 4 проиллюстрирован поршень 218 в течение периода времени, следующего за заполнением резервуара. В этом варианте выполнения используется подтекающий клапан 390, который обеспечивает возможность стравливания нагнетаемого воздуха 410 из резервуара обратно в цилиндр 210. Клапан 390 может стать неисправным на основе ухудшения рабочих характеристик одного или нескольких элементов клапана по мере использования компрессора. Например, стенки впускного порта 213 или выпускного порта 215 могут поцарапаться, покрыться выемками и/или обтесаться, что может увеличить зазор между впускным клапаном 212 и выпускным клапаном 214 и их соответствующими портами 213, 215. Таким образом, утечка клапана может увеличиться в порте с ухудшенными рабочими характеристиками. В другом примере впускной клапан 212 или выпускной клапан 214 могут ухудшить свои рабочие характеристики по мере их использования в компрессоре. Пружины, шайбы, уплотнительные кольца, прокладки и другие элементы клапана могут давать усадку, потенциально обеспечивая возможность нагнетаемому воздуху проходить мимо клапана, поскольку уплотнение не надлежащим образом подогнано. В качестве другого примера, один или несколько элементов клапана могут деформироваться, растрескиваться или повреждаться таким образом, что это может увеличить утечку воздуха. Таким образом, утечка может увеличиться, когда один или несколько элементов клапана и их соответствующие порты ухудшают свои рабочие характеристики.
Если нагнетаемый воздух 410 стравливается обратно в цилиндр, смещение поршня 218 может произойти от приложения к верхней части поршня направленной вниз силы 380. Для выявления такого состояния может быть использован датчик 370, который определяет, что поршень 218 был смещен. В этом примере датчик 370 соединен с коленчатым валом, чтобы опосредованно контролировать местоположение поршня в течение периода времени, следующего за наполнением резервуара. Смещение поршня 218 вызывает перемещение коленчатого вала 350, поскольку эти элементы механически соединены. В одном варианте выполнения датчик 370 обнаруживает частоту вращения коленчатого вала 250 с помощью эффекта Холла или другой технологии измерения. В другом варианте выполнения датчик 370 обнаруживает положение (например, поворотное смещение) коленчатого вала путем обнаружения местоположения одного или нескольких элементов коленчатого вала 250 и/или одного или нескольких присоединенных к
- 5 029328
нему элементов. Если датчик 370 определяет состояние, которое указывает на перемещение коленчатого вала после наполнения резервуара, то можно сделать вывод о том, что к поршню 218 была приложена направленная вниз сила 380, вызванная утечкой выпускного клапана.
На фиг. 5 проиллюстрирован способ 500, который может быть реализован с помощью контроллера 130, чтобы определить состояние утечки клапана в компрессоре. На этапе 510 инициируют работу поршневого компрессора для генерации требуемого количества воздуха при определенном уровне давления, который может быть использован одним или несколькими устройствами, работающими на сжатом воздухе. На этапе 520 резервуар заполняют нагнетаемым воздухом до величины давления с помощью поршневого компрессора. Величина давления может, в одном примере, быть выбрана в зависимости от числа и типа устройств, зависимых в этой связи от выхода компрессора. На этапе 530 разгрузочный клапан открывают, по меньшей мере, на цилиндре высокого давления, например на цилиндре 210, описанном в настоящем документе. В одном варианте выполнения разгрузочный клапан для нескольких цилиндров низкого давления закрывают, а также и клапан для цилиндра высокого давления. На этапе 540 компрессор останавливают, а на этапе 550 указанный один или несколько разгрузочных клапанов закрывают, чтобы удерживать нагнетаемый воздух в компрессоре для выполнения оценки состояния клапана.
После того как резервуар заполнен, на этапе 560 осуществляют мониторинг поршня внутри цилиндра, соединенного с резервуаром. В этот период времени загрузочный клапан может быть закрыт, чтобы поддерживать уровень нагнетаемого воздуха в компрессоре. Таким образом, может быть должным образом проверена работоспособность клапана, содержащего нагнетаемый воздух. На этапе 570 определяют, смещается ли поршень после того, как резервуар заполнен воздухом. Смещение поршня может быть определено путем поворотного перемещения коленчатого вала или другого элемента, механически соединенного с поршнем. Если такое смещение обнаружено, то выдается сигнал, указывающий, что существует состояние утечки клапана. Если никакого смещения не обнаружено (например, никакого перемещения коленчатого вала), то способ возвращается к этапу 560 для продолжения мониторинга состояния клапана. Таким образом, положение поршня в нижней мертвой точке может быть преодолено путем выполнения нескольких измерений за указанный период времени, поскольку поршень не будет все время расположен исключительно в нижней мертвой точке. Если в течение периода времени, следующего за наполнением резервуара, обнаруживается смещение поршня, то на этапе 580 выдается сигнал, указывающий, что существует состояние утечки клапана. Таким образом, для устранения утески клапана могут быть предприняты корректирующие меры, до того, как такая утечка может привести к любым серьезным последствиям (например, к отказу компрессора). Корректирующие меры могут включать отключение питания от компрессора, уменьшение производительности компрессора, переход от компрессора к другому источнику нагнетаемого воздуха.
В варианте выполнения расположение поршня определяют сразу после завершения наполнения резервуара. Такое расположение имеет важное значение, поскольку гарантирует, что датчик 370 обеспечивает точное измерение. Например, если поршень находится в нижней мертвой точке, то приложение силы, вызванной нагнетаемым воздухом 310, не приведет к перемещению вниз поршня, так как нет больше пространства для дальнейшего перемещения. Таким образом, измерение отсутствия смещения не может быть точным показателем того, что клапан 216 находится в хорошем рабочем состоянии. Чтобы преодолеть этот недостаток измерений, датчик 370 может выполнять измерения коленчатого вала 250 в течение определенного периода времени и нескольких циклов зарядки компрессора, чтобы определить, существует ли состояние утечки клапана. Таким образом, можно предположить, что поршень 218 не находится каждый раз в нижней мертвой точке, когда резервуар заполнен. Соответственно, смещение поршня 218 может быть обнаружено в течение одного или нескольких чередующихся циклов, чтобы уведомить пользователя о таком состоянии. Если такое условие существует, то для уведомления соответствующего персонала в ответ на выходной сигнал, может быть использована звуковая сигнализация, визуальная сигнализация, текстовое сообщение, электронное письмо, мгновенное сообщение, телефонный звонок или другие средства.
Кроме того, данные об утечки клапана могут быть записаны. В одном варианте выполнения данные об утечки клапана могут быть сохранены в базе данных, в том числе базе статистических данных компрессора. Например, база данных может храниться в памяти 134 контроллера 130. В качестве другого примера, база данных может храниться в месте, удаленном от рельсового транспортного средства 106. Например, статистические данные компрессора могут быть скрыты в сообщении и переданы с помощью системы 144 связи. Таким образом, центр управления может контролировать работоспособность компрессора в режиме реального времени. Например, центр управления может выполнять этапы, такие как этапы 520, 530, 540 и 550 для диагностики состояния компрессора с использованием данных о компрессоре, передаваемых с помощью системы 144 связи. Например, центр управления может принимать данные о компрессоре от рельсового транспортного средства 106, включая данные о давлении цилиндра, смещении одного или нескольких поршней и/или перемещении коленчатого вала, чтобы диагностировать потенциальное ухудшение рабочих характеристик компрессора. Кроме того, центр управления может планировать техническое обслуживание и ввод в действие работоспособных локомотивов и ремонтных бригад таким образом, чтобы оптимизировать капитальные вложения. Статистические данные о
- 6 029328
компрессоре могут в дальнейшем использоваться для оценки работоспособности компрессора до и после использования компрессора, модификации компрессора и замены элементов компрессора.
Если существует состояние неисправного клапана, то дальнейшая диагностика и ответные меры могут предприниматься, как показано в иллюстративном способе 600, изображенном на фиг. 6. На этапе 610 может быть выдано сообщение для уведомления соответствующего персонала о потенциально неисправном состоянии клапана. В варианте выполнения сообщение инициируют на этапе 550, показанном на фиг. 5, с помощью выходного сигнала для указания существования состояния утечки клапана. Сообщение может быть выдано с помощью дисплея 140 или может представлять собой сообщение, передаваемое, например, системой 144 связи. После получения уведомления оператор может настроить работу рельсового транспортного средства 106, чтобы снизить возможность дальнейшего ухудшения рабочих характеристик компрессора.
В одном варианте выполнения сообщение, указывающее на потенциальную неисправность, может быть передано с помощью системы 144 связи в центр управления. Кроме того, может быть представлена степень опасности потенциальной неисправности. Например, диагностика неисправности, основываясь на поворотном смещении давления коленчатого вала 250, может обеспечить возможность обнаружения неисправности раньше, чем когда неисправность выявлена другими средствами. Таким образом, компрессор может продолжать работать, когда потенциальная неисправность выявлена на ранних стадиях ухудшения рабочих характеристик. В противоположность этому, может потребоваться остановить компрессор или запланировать быстрое обслуживание, если потенциальная неисправность выявлена как опасная. В одном варианте выполнения степень опасности потенциальной неисправности может быть определена в соответствии с разностью между пороговым значением и величиной поворотного смещения и/или частотой вращения коленчатого вала. Таким образом, затрат вторичного повреждения воздушного компрессора можно избежать за счет раннего и точного выявления неисправностей.
На этапе 620 степень опасности потенциальной неисправности может быть сравнена с пороговым значением. Например, может потребоваться выключить компрессор, чем допустить, что цилиндр с ухудшенными рабочими характеристиками откажет, что может привести к дополнительному повреждению компрессора. В одном варианте выполнения может быть определено пороговое значение, которое указывает на то, что продолжение работы компрессора может быть нежелательным, поскольку степень опасности потенциальной неисправности велика. Например, потенциальная неисправность может быть определена как имеющая высокую степень опасности, если коленчатый вал переместился за пределы определенного угла поворота. Компрессор может быть остановлен на этапе 625, если степень опасности потенциальной неисправности превышает пороговое значение. В противном случае способ 600 может продолжаться на этапе 630.
На этапе 630 может быть направлен запрос на планирование обслуживания, например, с помощью сообщения, присланного, например, через системы 144 связи. Кроме того, путем отправки сообщения о потенциальной неисправности и степени опасности потенциальной неисправности, может быть уменьшено время простоя рельсового транспортного средства 106. Например, техническое обслуживание рельсового транспортного средства 106 может быть отложено, когда потенциальная неисправность имеет низкую степень опасности. Время простоя может быть дополнительно уменьшено путем снижения мощности компрессора, например, путем регулировки рабочих параметров компрессора, основываясь на выявленном состоянии.
На этапе 640 может быть определено, задействован ли резервный компрессор. В качестве примера, резервные системы могут быть апробированы, чтобы определить, существуют ли достаточные ресурсы для замены дефектного компрессора. В некоторых случаях используется заранее упорядоченный список резервных систем для установки приоритетов резервных систем. Если резервная система задействована, то процесс включения резервной системы осуществляют на этапе 650. Если резервная система не задействована, то способ 600 заканчивают. На этапе 650 процесс включения резервной системы может включать остановку компрессора и прием нагнетаемого воздуха из другого источника. В одном примере указанный другой источник представляет собой компрессор, который расположен на соседнем локомотиве. В другом примере указанный другой источник представляет собой резервный компрессор на том же самом локомотиве, который используется для этой же цели. Этот процесс включения резервной системы может быть разработан, чтобы минимизировать негативные последствия для всей системы при эксплуатации локомотива. Это особенно верно для систем, которые считаются критическими, такие как тормозные системы, работа которых зависит от нагнетаемого воздуха. В таких случаях резервная система необходима для предотвращения отключения локомотива.
В одном варианте выполнения для обнаружения неисправного состояния клапан компрессора и диагностики состояния клапана, основываясь на перемещении коленчатого вала, может быть использован диагностический комплект. Например, диагностический комплект может содержать контроллер, который выполнен с возможностью осуществления связи с одним или несколькими датчиками, соединенными с картером и выполненными с возможностью измерения частоты вращения коленчатого вала и/или числа оборотов. Контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью преобразования сигналов, полученных от одного или нескольких датчиков, в выходной сигнал, который показывает неис- 7 029328
правное состояние клапана и степени опасности этой неисправности. Например, степени опасности неисправного клапана может быть соотнесена с величиной поворота коленчатого вала, поскольку, когда степень опасности состояния утечки увеличивается, все больше воздуха поступает в цилиндр.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем выявления смещения соответствующего поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение периода времени, в котором не ожидается никакого перемещения поршня. Резервуар заполняется воздухом до значения давления, причем резервуар соединен с цилиндром, содержащим поршень в замкнутом воздушном контуре, и при этом выпускной клапан расположен между резервуаром и цилиндром. Выполняют определение того, смещается ли поршень после того, как резервуар заполнен до значения давления. Если поршень смещается, то генерируют сигнал для указания состояния утечки клапана в замкнутом воздушном контуре. Смещение соответствующего поршня определяют посредством датчика, который отслеживает положение коленчатого вала в поршневом компрессоре.
Как описано в настоящем документе, когда одно или несколько условий соблюдено, то не ожидается никакого перемещения поршня в течение периодов времени в цикле компрессора. Условия могут включать: заполнен ли резервуар до уровня давления; был ли выдержан период времени, относящийся к конкретному тепловыделению, работе, потреблению тока и т.д. двигателя, которые могут быть соотнесены с вредными последствиями; истекло ли запрограммированное время цикла; или другие показатели, которые способствуют эффективной работе двигателя, чтобы сгенерировать нагнетаемый воздух для хранения в резервуаре. В качестве альтернативы или в дополнение, даже когда условие выполнено, может быть использована одна или несколько дополнительных оценок, включая, доставляется ли энергия от двигателя к компрессору, выдают ли датчики частоты вращения, смещения и/или давления значение, которое является существенным относительно порогового значения. Например, выходное значение от датчика частоты вращения или смещения может быть ниже порогового значения, тогда как датчик давления может выдавать значение выше порогового значения, что будет квалифицировано как состояние без движения.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Разгрузочный клапан закрыт в течение указанного периода времени, чтобы содействовать состоянию высокого давления в поршневом компрессоре, при этом разгрузочный клапан принудительно открывает впускной клапан в один или несколько цилиндров в воздушном компрессоре.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Разгрузочный клапан открыт в течение указанного периода времени, чтобы содействовать состоянию не под давлением в поршневом компрессоре, при этом разгрузочный клапан принудительно открывает впускной клапан в один или несколько цилиндров в воздушном компрессоре.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Поршневой компрессор подает нагнетаемый воздух в локомотив.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Период времени начинается, как только давление в резервуаре, соединенном с поршневым компрессором, соответствует или превышает значение уровня давления.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Сигнал генерируют в ответ на обнаружение смещения соответствующего поршня. Питание, подаваемое к поршневому компрессору, отключают в ответ на выходной сигнал.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Сигнал генерируют в ответ на обнаружение смещения соответствующего поршня. В ответ на выходной сигнал персонал уведомляют посредством одного или нескольких из: звуковой сигнализации, визуальной сигнализации, текстового сообщения, сообщения по электронной почте, мгновенного сообщения и телефонного звонка.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнару- 8 029328
жить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Сигнал генерируют в ответ на обнаружение смещения соответствующего поршня. В ответ на выходной сигнал поток нагнетаемого воздуха в поршневой компрессор начинает поступать из одного или нескольких других источников.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, чтобы обнаружить состояние утечки клапана путем обнаружения смещения связанного с ним поршня. Такое смещение вызывается потоком воздуха через клапан в течение некоторого периода времени, в течение которого не ожидается перемещение поршня. Сигнал генерируют, который пропорционален степени опасности состояния утечки, причем степень опасности определяют в соответствии со смещением соответствующего поршня.
В одном варианте выполнения диагностический комплект содержит контроллер, который выполнен с возможностью определения состояния поршневого компрессора, основываясь на перемещения поршня во время интервала времени, следующего за заполнением резервуара до уровня давления. Смещение поршня свидетельствует об утечке клапана в поршневом компрессоре. Один или несколько датчиков определяют параметры, связанные с давлением воздуха после заполнения резервуара до заранее заданного уровня, при этом контроллер выполнен с возможностью осуществления выборки измерений указанного параметра с помощью указанного одного или нескольких датчиков.
В одном варианте выполнения диагностический комплект содержит контроллер, который выполнен с возможностью определения состояния поршневого компрессора, основываясь на перемещения поршня во время интервала времени, следующего за заполнением резервуара до уровня давления. Смещение поршня свидетельствует об утечке клапана в поршневом компрессоре. Контроллер дополнительно выполнен с возможностью преобразования частоты вращения коленчатого вала в параметр давления в коленчатом валу.
В одном варианте выполнения диагностический комплект содержит контроллер, который выполнен с возможностью определения состояния поршневого компрессора, основываясь на перемещения поршня во время интервала времени, следующего за заполнением резервуара до уровня давления. Смещение поршня свидетельствует об утечке клапана в поршневом компрессоре. Разгрузочный клапан закрывают, а резервуар заполняют в течение последующего интервала времени после этого.
В одном варианте выполнения поршневой компрессор содержит несколько поршней, причем каждый поршень соединен с коленчатым валом и расположен внутри соответствующего цилиндра. Резервуар содержит нагнетаемый воздух, выпущенный цилиндрами. Выпускной клапан обеспечивает возможность передачи воздуха, сжатого каждым поршнем, из соответствующего цилиндра в резервуар. Впускной клапан обеспечивает возможность поступления воздуха в каждый соответствующий цилиндр до смещения поршня. Датчик измеряет по меньшей мере один показатель в течение периода времени, который свидетельствует о состоянии утечки каждого выпускного клапана. Каждый из указанных нескольких поршней не находится в нижней мертвой точке в начале указанного периода времени.
В одном варианте выполнения поршневой компрессор содержит несколько поршней, причем каждый поршень соединен с коленчатым валом и расположен внутри соответствующего цилиндра. Резервуар содержит нагнетаемый воздуха, выпущенный цилиндрами. Выпускной клапан обеспечивает возможность передачи воздуха, сжатого каждым поршнем, из соответствующего цилиндра в резервуар. Впускной клапан обеспечивает возможность поступления воздуха в каждый соответствующий цилиндр до смещения поршня. Датчик измеряет по меньшей мере один показатель в течение периода времени, который свидетельствует о состоянии утечки каждого выпускного клапана. Датчик измеряет положение коленчатого вала, причем положение коленчатого вала указывает на состояние утечки клапана.
В одном варианте выполнения способ используется для поршневого компрессора, функционально соединенного с резервуаром. Резервуар заполнен, чтобы соответствовать или превосходить уровень давления. Клапан, расположенный между резервуаром и одним или несколькими цилиндрами, закрыт, причем каждый цилиндр содержит поршень, который не находится в нижней мертвой точке. Если обнаруживают перемещение поршня, то генерируют сигнал, указывающий на то, что клапан имеет утечку.
В этом документе для описания изобретения используются примеры, включая наилучший режим; также и для того, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники реализовать изобретение на практике, в том числе изготавливать и использовать любые устройства или системы и выполнять любые включенные способы. Патентоспособный объем изобретения определяется формулой изобретения и может включать другие примеры, которые могут быть очевидны для специалистов в данной области техники. Такие другие примеры предназначены попадать в пределы объема формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от буквального изложения признаков формулы изобретения, или если они имеют эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения признаков формулы изобретения.
- 9 029328

Claims (26)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ диагностики поршневого компрессора (110), содержащего цилиндр (210) высокого давления и по меньшей мере один цилиндр (220, 230) низкого давления, включающий
    инициирование работы поршневого компрессора (110);
    заполнение резервуара (180), соединенного с цилиндром (210) высокого давления через выпускной клапан (214), воздухом, нагнетаемым поршневым компрессором (110) до заданной величины давления;
    выключение компрессора (110);
    закрытие разгрузочного клапана (268) в течение периода времени, чтобы содействовать достижению состояния высокого давления в поршневом компрессоре (110), причем разгрузочный клапан (268) принудительно открывает впускной клапан (213, 223, 233) в один или более цилиндров (210, 220, 230) в поршневом компрессоре;
    обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения посредством датчика (150) смещения соответствующего поршня (218), которое вызвано протеканием воздуха через выпускной клапан (214) в течение периода времени, в котором не ожидается никакого перемещения поршня.
  2. 2. Способ по п.1, в котором дополнительно генерируют сигнал, указывающий на состояние утечки выпускного клапана (214) в замкнутом воздушном контуре, если поршень (218) сместился.
  3. 3. Способ по п.2, в котором обнаруживают смещение соответствующего поршня (218) с помощью датчика (370), который отслеживает положение коленчатого вала (250) в поршневом компрессоре (110).
  4. 4. Способ по п.1, в котором поршневой компрессор (110) подает нагнетаемый воздух внутри локомотива (106).
  5. 5. Способ по п.1, в котором указанный период времени начинается, как только давление в резервуаре (180), соединенном с поршневым компрессором (110), достигает или превышает значение уровня давления.
  6. 6. Способ по п.1, в котором дополнительно генерируют сигнал в ответ на обнаружение смещения соответствующего поршня (218).
  7. 7. Способ по п.6, в котором дополнительно отключают питание от поршневого компрессора (110) в ответ на генерацию указанного сигнала.
  8. 8. Способ по п.6, в котором в ответ на генерацию указанного сигнала дополнительно уведомляют персонал посредством одного или нескольких из следующего: аудиосигнализация, визуальная сигнализация, текстовое сообщение, сообщение посредством электронной почты, мгновенное сообщение или телефонный звонок.
  9. 9. Способ по п.6, в котором в ответ на генерацию указанного сигнала дополнительно используют поток нагнетаемого воздуха в поршневой компрессор (110) от одного или нескольких других источников.
  10. 10. Способ по п.1, в котором дополнительно генерируют сигнал, который пропорционален степени опасности состояния утечки, причем степень опасности определяют в соответствии со смещением соответствующего поршня (218).
  11. 11. Способ по п.1, в котором обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения соответствующего поршня (218) включает обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения соответствующего поршня (218) в направлении нижней мертвой точки.
  12. 12. Способ по п.11, в котором дополнительно, до обнаружения состояния утечки, останавливают поршень (218) в цилиндре (210) так, что поршень (218) не находится в нижней мертвой точке.
  13. 13. Способ диагностики поршневого компрессора (110), содержащего цилиндр (210) высокого давления и по меньшей мере один цилиндр (220, 230) низкого давления, включающий
    инициирование работы поршневого компрессора (110);
    заполнение резервуара (180), соединенного с цилиндром (210) высокого давления через выпускной клапан (214), воздухом, нагнетаемым поршневым компрессором (110) до заданной величины давления;
    выключение компрессора (110);
    открытие разгрузочного клапана (268) в течение периода времени, чтобы содействовать достижению состояния низкого давления по меньшей мере в одном цилиндре (220, 230) низкого давления в поршневом компрессоре (110), при этом поддерживают замкнутый объем в цилиндре (210) высокого давления; и
    обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения посредством датчика (150) смещения соответствующего поршня (218), которое вызвано протеканием воздуха через выпускной клапан (214) в течение периода времени, в котором не ожидается никакого перемещения поршня.
  14. 14. Способ по п.13, в котором дополнительно генерируют сигнал, указывающий на состояние утечки выпускного клапана (214) в замкнутом воздушном контуре, если поршень (218) сместился.
  15. 15. Способ по п.14, в котором обнаруживают смещение соответствующего поршня (218) с помощью датчика (370), который отслеживает положение коленчатого вала (250) в поршневом компрессоре (110).
  16. 16. Способ по п.13, в котором поршневой компрессор (110) подает нагнетаемый воздух внутри ло- 10 029328
    комотива (106).
  17. 17. Способ по п.13, в котором указанный период времени начинается, как только давление в резервуаре (180), соединенном с поршневым компрессором (110), достигает или превышает значение уровня давления.
  18. 18. Способ по п.13, в котором дополнительно генерируют сигнал в ответ на обнаружение смещения соответствующего поршня (218).
  19. 19. Способ по п.18, в котором дополнительно отключают питание от поршневого компрессора (110) в ответ на генерацию указанного сигнала.
  20. 20. Способ по п.18, в котором в ответ на генерацию указанного сигнала дополнительно уведомляют персонал посредством одного или нескольких из следующего: аудиосигнализация, визуальная сигнализация, текстовое сообщение, сообщение посредством электронной почты, мгновенное сообщение или телефонный звонок.
  21. 21. Способ по п.18, в котором в ответ на генерацию указанного сигнала дополнительно используют поток нагнетаемого воздуха в поршневой компрессор (110) от одного или нескольких других источников.
  22. 22. Способ по п.13, в котором дополнительно генерируют сигнал, который пропорционален степени опасности состояния утечки, причем степень опасности определяют в соответствии со смещением соответствующего поршня (218).
  23. 23. Способ по п.13, в котором обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения соответствующего поршня (218) включает обнаружение состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения соответствующего поршня (218) в направлении нижней мертвой точки.
  24. 24. Способ по п.23, в котором дополнительно, до обнаружения состояния утечки, останавливают поршень (218) в цилиндре (210) так, что поршень (218) не находится в нижней мертвой точке.
  25. 25. Поршневой компрессор (110) для осуществления способа по п.1, содержащий
    цилиндр (210) высокого давления и по меньшей мере один цилиндр (220, 230) низкого давления; поршень (218, 228, 238), соединенный с коленчатым валом (250) и расположенный внутри каждого
    цилиндра (210, 220, 230);
    резервуар (180), выполненный с возможностью удерживания нагнетаемого воздуха, выпускаемого из цилиндра (210) высокого давления;
    выпускной клапан (214), обеспечивающий возможность переноса воздуха, сжатого поршнем (218), из цилиндра (210) высокого давления в резервуар (180);
    впускной клапан (212), обеспечивающий возможность поступления воздуха в цилиндр (210) высокого давления по меньшей мере из одного цилиндра (220, 230) низкого давления; и
    датчик (150), выполненный с возможностью обнаружения состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения поршня (218), которое вызвано протеканием воздуха через выпускной клапан (214) в течение периода времени, в котором не ожидается никакого перемещения поршня (218), в ответ на закрытие разгрузочного клапана (268) в течение указанного периода времени, чтобы содействовать достижению состояния высокого давления в поршневом компрессоре (110), причем разгрузочный клапан (268) принудительно открывает впускной клапан (213, 223, 233) в цилиндры (210, 220, 230) в поршневом компрессоре (110).
  26. 26. Поршневой компрессор (110) для осуществления способа по п.13, содержащий
    цилиндр (210) высокого давления и по меньшей мере один цилиндр (220, 230) низкого давления; поршень (218, 228, 238), соединенный с коленчатым валом (250) и расположенный внутри каждого
    цилиндра (210, 220, 230);
    резервуар (180), выполненный с возможностью удерживания нагнетаемого воздуха, выпускаемого из цилиндра (210) высокого давления;
    выпускной клапан (214), обеспечивающий возможность переноса воздуха, сжатого поршнем (218), из цилиндра (210) высокого давления в резервуар (180);
    впускной клапан (212), обеспечивающий возможность поступления воздуха в цилиндр (210) высокого давления по меньшей мере из одного цилиндра (220, 230) низкого давления; и
    датчик (150), выполненный с возможностью обнаружения состояния утечки выпускного клапана (214) путем обнаружения смещения поршня (218), которое вызвано протеканием воздуха через выпускной клапан (214) в течение периода времени, в котором не ожидается никакого перемещения поршня (218), и в ответ на открытие разгрузочного клапана (268) в течение указанного периода времени, чтобы содействовать достижению состояния низкого давления по меньшей мере в одном цилиндре (220, 230) низкого давления в поршневом компрессоре (110), при этом поддерживают замкнутый объем в цилиндре (210) высокого давления.
    - 11 029328
EA201490351A 2011-09-15 2012-08-31 Способ диагностики поршневого компрессора (варианты) и поршневой компрессор (варианты) EA029328B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/233,856 US8984930B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 System and method for diagnosing a reciprocating compressor
PCT/US2012/053520 WO2013039734A1 (en) 2011-09-15 2012-08-31 System and method for diagnosing a reciprocating compressor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201490351A1 EA201490351A1 (ru) 2014-08-29
EA029328B1 true EA029328B1 (ru) 2018-03-30

Family

ID=46968357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201490351A EA029328B1 (ru) 2011-09-15 2012-08-31 Способ диагностики поршневого компрессора (варианты) и поршневой компрессор (варианты)

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8984930B2 (ru)
CN (1) CN103827491B (ru)
EA (1) EA029328B1 (ru)
WO (1) WO2013039734A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703046C1 (ru) * 2016-03-21 2019-10-15 Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх Поршневой компрессор с расширенным диапазоном регулирования

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10724462B2 (en) 2012-04-20 2020-07-28 General Electric Company System and method for a compressor
US20130280095A1 (en) 2012-04-20 2013-10-24 General Electric Company Method and system for reciprocating compressor starting
US9879629B2 (en) 2014-01-30 2018-01-30 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method for internal combustion engine system
US10288058B2 (en) 2014-09-25 2019-05-14 General Electric Company Method and system for an instrumented piston assembly
RU2564475C1 (ru) * 2014-12-02 2015-10-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный университет" Способ диагностирования технического состояния насоса
US10711788B2 (en) 2015-12-17 2020-07-14 Wayne/Scott Fetzer Company Integrated sump pump controller with status notifications
RU2614950C1 (ru) * 2016-02-04 2017-03-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" Способ диагностирования технического состояния насоса
US11509256B2 (en) 2016-03-07 2022-11-22 Transportation IP Holdings, LLP Method and system for an engine
US10345195B2 (en) 2016-03-07 2019-07-09 Ge Global Sourcing Llc Method and systems for diagnosing an engine
AT518691B1 (de) * 2016-05-17 2018-04-15 Kaiser Ag Pumpenanordnung
US20180164182A1 (en) * 2016-12-09 2018-06-14 Westlake Chemical Corporation System, method and apparatus for pulsating pressure measurement
USD893552S1 (en) 2017-06-21 2020-08-18 Wayne/Scott Fetzer Company Pump components
AU2018204532B1 (en) * 2017-11-06 2019-06-13 Quantum Servo Pumping Technologies Pty Ltd Fault detection and prediction
USD890211S1 (en) 2018-01-11 2020-07-14 Wayne/Scott Fetzer Company Pump components
DE102019104760A1 (de) * 2019-02-25 2020-08-27 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Luftversorgungsanlage und Verfahren zum Steuern und/oder Überwachen einer Luftversorgungsanlage
US11513024B2 (en) * 2019-05-23 2022-11-29 Schlumberger Technology Corporation Determining operational health of a pump
TWI697622B (zh) * 2019-05-23 2020-07-01 睿捷國際股份有限公司 往復式壓縮機監測系統及其監測方法
CN110500268B (zh) * 2019-07-30 2020-12-08 江西资生科技有限公司 一种基于示功图的往复式压缩机反向角检测系统
CN111075794B (zh) * 2020-01-10 2022-06-14 上海振华重工(集团)股份有限公司 一种用于监控液压系统泄漏的方法及装置
DE102020205335A1 (de) * 2020-04-28 2021-10-28 Siemens Mobility GmbH Schienenfahrzeug mit Kompressor
CN112032035B (zh) * 2020-08-13 2022-06-07 四川虹美智能科技有限公司 阀片损坏的确定方法及压缩机、电子设备
CN113210282B (zh) * 2021-01-29 2022-10-11 广西人防设计研究院有限公司 一种人防门密闭性能检测系统
US11635037B1 (en) 2021-10-05 2023-04-25 Transportation Ip Holdings, Llc Methods and systems for diagnosing engine cylinders
CN116242603B (zh) * 2023-05-11 2023-08-18 山东泰阳特种设备检测科技有限公司 一种呼吸阀在线校验装置
CN116517822B (zh) * 2023-05-29 2024-03-12 重庆气体压缩机厂有限责任公司 一种压缩机状态监测平台及泄漏故障的诊断方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471400A (en) * 1994-05-24 1995-11-28 Gas Research Institute Method for detecting and specifying compressor cylinder leaks
EP1508736A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-23 Festo Corporation Method and apparatus for diagnosing a cyclic system
WO2006056214A1 (de) * 2004-11-19 2006-06-01 Festo Ag & Co Diagnosevorrichtung für wenigstens eine pneumatische ventil-aktuator-anordnung
WO2008033677A2 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 R. Conrader Company Head discharging compressor system

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4334427A (en) 1980-10-20 1982-06-15 Rca Corporation Testing the condition of a turbocharger
JPH0436047A (ja) 1990-05-31 1992-02-06 Fuji Heavy Ind Ltd エンジンの失火診断装置
US5103783A (en) 1991-07-11 1992-04-14 Thermo King Corporation Detection of engine fuel problems
IT1281387B1 (it) 1994-10-13 1998-02-18 Wabco Gmbh Compressore
US5728941A (en) 1995-10-09 1998-03-17 Denso Corporation Misfire detecting apparatus using difference in engine rotation speed variance
JP3694940B2 (ja) 1995-12-06 2005-09-14 株式会社デンソー 内燃機関の燃料性状検出装置
JP3743073B2 (ja) 1996-10-17 2006-02-08 株式会社デンソー 内燃機関の失火検出装置
CN1095075C (zh) * 1998-11-30 2002-11-27 浙江大学 液压系统泄漏故障诊断方法
US6510731B2 (en) 1999-06-28 2003-01-28 Caterpillar Inc Method for determining a weak cylinder in an internal combustion engine
JP4461586B2 (ja) 2000-08-03 2010-05-12 株式会社デンソー 内燃機関用失火検出装置
JP2002138893A (ja) 2000-11-01 2002-05-17 Denso Corp 内燃機関の燃焼状態検出装置
DE10360481A1 (de) 2002-12-24 2004-09-02 Denso Corp., Kariya Sekundärluftzufuhr-Anormalitätserfassungssystem
US7153106B2 (en) * 2003-01-16 2006-12-26 R. Conrader Company Air compressor unit inlet control
US6968268B2 (en) 2003-01-17 2005-11-22 Denso Corporation Misfire detector for an internal combustion engine
US7146851B2 (en) 2004-01-29 2006-12-12 Denso Corporation Diagnostic apparatus for variable valve control system
JP4179192B2 (ja) 2004-03-08 2008-11-12 株式会社デンソー 内燃機関の燃焼状態検出装置
JP2005291182A (ja) 2004-04-05 2005-10-20 Denso Corp 失火検出装置
US7031850B2 (en) * 2004-04-16 2006-04-18 Festo Ag & Co. Kg Method and apparatus for diagnosing leakage in a fluid power system
CN1880936A (zh) * 2005-06-17 2006-12-20 浙江工业大学 高精度微量气体泄漏检测装置
US20070253838A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Daniel Leiss Air compressor unloader system
JP2009121303A (ja) 2007-11-14 2009-06-04 Denso Corp 内燃機関の失火検出装置
JP2009221992A (ja) 2008-03-17 2009-10-01 Denso Corp 排出ガスセンサの異常診断装置
US7761223B2 (en) 2008-06-17 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel system diagnostics by analyzing engine cylinder pressure signal and crankshaft speed signal
US8161800B2 (en) 2008-12-30 2012-04-24 General Electric Company Methods and systems for valve leak simulation
US8046155B2 (en) 2009-02-13 2011-10-25 Denso Corporation Method and apparatus for misfire detection using engine cycles at least subsequent to actual misfire event

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471400A (en) * 1994-05-24 1995-11-28 Gas Research Institute Method for detecting and specifying compressor cylinder leaks
EP1508736A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-23 Festo Corporation Method and apparatus for diagnosing a cyclic system
WO2006056214A1 (de) * 2004-11-19 2006-06-01 Festo Ag & Co Diagnosevorrichtung für wenigstens eine pneumatische ventil-aktuator-anordnung
WO2008033677A2 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 R. Conrader Company Head discharging compressor system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703046C1 (ru) * 2016-03-21 2019-10-15 Кнорр-Бремзе Зюстеме Фюр Шиненфарцойге Гмбх Поршневой компрессор с расширенным диапазоном регулирования

Also Published As

Publication number Publication date
EA201490351A1 (ru) 2014-08-29
CN103827491B (zh) 2016-12-14
CN103827491A (zh) 2014-05-28
WO2013039734A1 (en) 2013-03-21
US8984930B2 (en) 2015-03-24
US20130071260A1 (en) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA029328B1 (ru) Способ диагностики поршневого компрессора (варианты) и поршневой компрессор (варианты)
US9677556B2 (en) System and method for a compressor
US10724462B2 (en) System and method for a compressor
US9897082B2 (en) Air compressor prognostic system
US9151695B2 (en) Systems and methods for diagnosing an engine
CN1232734C (zh) 压缩机远程监控系统
AU757522B2 (en) Intelligent air compressor operation
US8661876B2 (en) Apparatus, system, and method for testing a turbocharger
KR101940845B1 (ko) 터보차저를 진단하기 위한 방법 및 시스템
EA027146B1 (ru) Система и способ диагностики двигателя
JP5923615B2 (ja) 潤滑油圧力信号に基づいて内燃機関のターボチャージャを診断するための方法およびシステム
US11014581B2 (en) Vehicle engine control system
US20140144221A1 (en) Apparatus, system, and method for testing a turbocharger
CA2387890C (en) A method and system for predictably assessing performance of a fuel pump in a locomotive
CN101318539B (zh) 舰船空气起动系统故障诊断方法
WO2022136941A1 (en) An electronic device for diagnosis and prognosis of imminent damage to vehicle components and a method thereof
KR102388775B1 (ko) 유압축압기 고장예측 진단 시뮬레이션 시스템
KR102645845B1 (ko) 철도차량용 공기압축기의 이상누기 감지장치 및 방법
Kim et al. Mathematical Modeling and Analysis of a Piston Air Compressor of a Railway Vehicle for Abnormal Data Generation
JPH03235032A (ja) ディーゼルエンジンの故障予知診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KG TJ TM