SE468325B - Roterande foertraengningskompressor och foerfarande foer reglering av en roterande foertraengningskompressor - Google Patents

Description

.Iïx CP* 10 15 20 25 30 35 Ûf) c *~! l\.'> (f: Konstruktivt kan detta realiseras på flera sätt, delvis beroende på vilken typ av roterande deplacementskompressor det är fråga om. Vid t.ex. en skruvkompressor med två samverkande rotorer är en vanligt förekommande regleranordning utförd som en axiellt rörlig slíd anordnad att kunna fórskjutas i en med rotoraxlarna parallell styming. Sliden har en mot kompressoms arbetsrum angränsande yta som utgör en del av arbetsrurnmets mantelvägg och ansluter till dess form. Sliden är vid den ände som vetter mot kompressoms högtryckssida försedd med en kant som bildar en kant hos utloppsporten. Då läget för nämnda kant förändras genom för- skjutning av sliden så ändras ögonblicket för en arbetskammares öppnande mot utloppsporten och därmed dess volym i detta ögonblick.

För inställning av sliden i rätt läge, där varken under- eller överkompression uppträder, är det förut känt att låta detta påverkas i beroende av avkända driftsstorheter hos kompressom.

Exempel på sådana anordningar beskrives i SE 427 063, SE 430709, DD 127 878, US 3,936,239 och WO89/03482. De driftsstorheter som avkännes vid kompressorema beskrivna i nämnda patentpublikationer är antingen drivmotoms strömförbruknin g, skillnaden mellan utloppsuycket och trycket i en kompressionskammare strax före öppnandet eller flödesriktningen i en kanal som förbinder arbetsrummet med utloppsledningen. I det först- nämnda fallet inställes reglersliden så att strömförbrukningen minimeras, vilket motsvarar en minimering av verkningsgradsförlusten på grund av under- eller överkompression. I det andra fallet påverkar kompressionskammarens tryck sliden att röra sig i riktning mot större utlopps- öppning och tryckledningens tryck sliden att röra sig i motsatt riktning, så att jämnvikt råder mellan dessa båda tryck. I WO 89/03482 förbinder en ledning utloppsledningen med en arbetskarnmare just innan den börjar öppna mot utloppsporten. Arbetsfluidets rörelseriktning i denna förbindelseledning indikerar huruvida trycket i arbetskammaren är högre eller lägre än trycket i utloppsledningen. Reglersliden ställs in i ett läge där flödet genom förbindelse- kanalen är noll vilket betyder att närnnda tryck är lika stora.

Dessa metoder att styra Vi-reglering är behäftade med olika brister.

Då strömförbrukningen utnyttjas som neglerstorhet inför man en felkälla i det att variationer i elförsörjningsnätet påverkar den avkända storheten. Vidare uppvisar strömförbrukningen som funktion av avvikelser i kompressoms sluttryck från tryckledningens tryck en mycket flack kurva, vilket ger en dålig precision, och nämnda påverkan från nätvariationer blir fór- hållandevis dominerande.

I .ik .gwr få 10 15 20 25 30 35 3 468 525 Metoden att styra regleringen med hjälp av tryckskillnaden har visat sig vara svår att få att fungera. Detta beror framför allt på att avkännin gen av sluttrycket i kompressom ej går att genomföra på ett tillförlitligt sätt, eftersom det avkända trycket fluktuerar och avsevärda tryckstötar uppkommer varje gång ett en arbetskammare avgränsande organ på en rotor passerar avkänningspunkten. Att på detta sätt hitta jämnviktsläget där varken under- eller överkompression uppträder blir därmed i praktiken omöjligt. Ändamålet för föreliggande uppfinning är därför att finna ett bättre sätt att styra inställningen av det inbyggda volymsförhållandet.

Detta har enligt en första aspekt av uppfinningen ernåtts genom att förse en skruvrotor- kompressor av det inledningsvis angivna slaget med ljudavkänningsorgan intill kompressoms utloppsport, organ som registrerar ljudnivån hos det ljud som avkännes av nämnda ljudav- känningsorgan och styrorgan som är förbundna med nämnda registreringsorgan och som kontrollerar att nämnda reglerorgan ställs in i ett läge där nämnda ljudnivå är i huvudsak vid sitt minimum.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen innefattar ett förfarande för reglering av kompressom följande steg: avkänning av ljudet genom ljudavkänningsorgan intill kompressoms utlopps- port, registrering av ljudnivån hos nämnda ljud och inställning av reglerorganen i ett läge där den registrerade ljudnivån är i huvudsak vid sitt minimum.

Uppfinnin gen baserar sig på insikten att de ovan diskuterade flödespulsema,vilka uppträder då en arbetskammare börjar öppna mot utloppet, generar ett ljud, och att dess ljudnivå är beroende av hur stora dessa pulser är. Ju mer ändtrycket avviker från utloppstrycket, desto kraftigare är dessa pulser och desto högre ljudnivån hos det ljud som därmed bildas.

Att mäta ljudnivån intill utloppsporten förmedlar information i detta avseende. Då ljudnivån är vid minimum så betyder det att det inre volymsförhållandet är anpassat till utloppstrycket.

En förändring av utloppstrycket får då till följd att ljudnivån ökar, vilket indikerar över- eller underkompression och att reglerorganen skall ställas in i motsvarighet därtill.

Ehuru uppfinningen kan tillämpas vid olika slag av roterande deplacementskompressorer med endera kontinuerlig Vi-reglering eller stegvis reglering genom lyftventiler så är den speciellt lämpad för skruvkompressorer med en axiellt inställbar slidventil för regleringen av det inre volymsförhållandet. 10 15 20 25 30 35 Andra fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen speciñceras i de beroende kraven.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av en före- dragen utföringsfonn av densarnma under hänvisning till den medföljande ritningen som visar ett schematiskt snitt genom en kompressor enligt uppfinningen.

Kompressom som visas i figuren är av skruvrotortypen med ett par i varandra ingripande rotorer 12 (av vilka endast en syns i figuren). Det omgivande huset har formen av två varandra skärande cylindrar, där vardera cylinder innesluter en av rotorema 12. Rotorema 12 är försedda med skruvlinjeforrniga lober och mellanliggande spår, vilka bildar V-formiga arbetskamrat. Arbetsfluidet tillföres arbetsrummet från en inloppskanal 14 genom en inlopps- port 18 och lämnar kompressorn genom en utloppsport 20 till en utloppskanal 16. Längs en av de linjer där cylindrarna skär varandra är en axiellt rörlig reglerslid 22 anordnad. Regler- sliden 22 bildar en del av huset som begränsar arbetsrummet och har en framkant 24 som bildar en kant hos utloppsporten 20. Ju mer till höger i figuren denna kant 24 är belägen desto mindre är arbetskammarens volym vid öppningsögonblicket. Med hjälp av reglersliden 22 kan således det inre volymsförhållandet regleras genom axiell inställning av densamma.

Kompressom är försedd med organ genom vilka reglersliden 22 förflyttas till ett läge där det inre volymsförhållandet är sådant att ändtrycket i arbetskarnmaren är lika stort som trycket i utloppskanalen 16.

Dessa organ innefattar en ljudavkänningsanordning 26 anordnad i utloppskanalen 16 intill utloppsporten 20. Den ljudnivå som avkännes av ljudavkänningsanordningen registreras av en registreringsenhet. Genom en manövreringsanordning 34 ställs reglersliden 22 in i ett läge där den registrerade ljudnivån är vid minimum.

Ehuru detta skulle kunna genomföras manuellt är den föredragna utfötingsforrn som visas i figuren försedd med organ för att utföra denna åtgärd automatiskt. Dessa organ innefattar en micro-processor 30 och en styrenhet 32 som styr reglersliden 22. Signaler som indikerar ljud- nivån registrerade av registreringsanordningen mottages av micro-processom 30. Dessa signaler lagras i micro-processom 30 och varje signal jämföres med föregående mottagen signal. Om skillnaden mellan de ljudnivåer dessa två signaler indikerar överstiger ett förut- bestärnt värde avges en utsignal från micro-processom 30 till styrenheten för att sätta regler- sliden 22 i rörelse. I micro-processorns 30 minne lagras även information om i vilken riktning reglersliden 22 förflyttades under den närmast föregående inställningen. Denna information erhålles som en feed-back-signal från styrenheten 32 till micro-processom 30. Om signalen från registreringsenheten 28 indikerar en högre ljudnivå än föregående signal initierar 10 15 20 25 30 35 5 i 468 25 (JJ styrenheten 32 inställning av reglersliden 22 i en riktning motsatt föregående inställ- ningsrörelse. Då en signal från registreringsenheten 28 indikerar en lägre ljudnivå än före- gående signal initierar styrenheten 32 inställning av reglersliden 22 i samma riktning som föregående inställningsrörelse. Och då en signal från registreringsenheten 28 indikerar en ljudnivå som är lika hög som den från föregående signal så avbryter kontrollanordningen inställningsrörelsen. Med lika hög avses här i praktiken att skillnaden mellan de indikerade ljudnivåerna är lägre än ett visst värde.

Om kompressom arbetar med korrekt inre volymsförhållande kommer varje förändring hos utloppstrycket att leda till över- eller underkompression. Genom registreringen av ljudnivån och de organ som beskrivits ovan kommer detta att sätta igång inställning av reglersliden 22 tills ljudnivån når sitt minimum igen, och kompressom kommer att fortsätta att arbeta vid det nya volymsförhållandet anpassat till det förändrade utloppstrycket.

Det är önskvärt 'att undvika att systemet även reagerar på mindre fluktuationer hos ljudnivån beroende på förändringar hos utloppstrycket som är så små att det ej finns något praktiskt behov av att kompensera för dem. Därför är micro-processorn programmerad så att skillnaden mellan en indikerad ljudnivå och föregående indikation måste överstiga ett visst minimum för att ge en signal som beordrar inställning.

I beskrivningen ovan menas således med skillnad en skillnad som är större än denna mini- mumskillnad, och med lika menas att skillnaden är mindre än detta minimum. Ett sådant system skulle emellertid ej förmås att reagera på en långsam men påtaglig förändring hos utloppstrycket, eftersom i detta fall skillnaden mellan två på varandra följande ljudnivå- indikationer skulle ligga under detta minimum, även om signalerna tillsammantagna representerade en påtaglig förändring. Micro-processorn måste således kunna hantera även en sådan situation. Därför indikerar feed-back-signalen till micro-processom från styrenheten 32 om densamma är aktiverad för inställning av reglersliden 22 eller om den är inaktiverad. Om signalen indikerar att den är inaktiverad så lagrar micro-processom inte endast den närmast föregående ljudnivåindikationen utan även den lägsta ljudnivåindikationen sedan senaste inställningsrörelse. I detta fall jämför micro-processoms jämförelsefunktion den inkommande ljudnivåindikationen med såväl den närmast föregående ljudnivåindikationen som nämnda lägsta ljudnivåindikation och reagerar med att initiera inställningsrörelse av re glersliden 22 om någon av dessa jämförelser utvisar en skillnad som är större än den förutbestämda minimumskíllnaden. 10 15 3 2 5 Med hjälp av de ovan beskrivna organen kommer kompressorn hela tiden att vara anpassad till utloppstrycket genom förändring av det inre volymsfórhållandet som svar på förändringar av den avkända ljudnivån.

Manövreringsanordningen 34 utgöres företrädesvis av en hydraulkolv, något som är vanligt förekommande vid slidventilinställning i skmvrotonnaslciner, varvid styrenheten 32 utgöres av ventiler som stänger och öppnar på signaler från micro-processom 30. Manövrering medelst elektriska organ eller mekaniskt t.ex. genom användande av en snäckhjulsväxel är v naturligtvis också möjligheter som är uppenbara för fackmannen. Eftersom användning av de olika slagen av manövreringsorganen är välkända på området och eftersom de ej utgör någon central del av uppfinningen torde en beskrivning av deras funktion vara överflödig.

Iden beskrivna utfóringsfornien utgöres de inställbara reglerorganen av en fórskjutbar reglerslid, vilket är lämpligt då kontinuerlig reglering önskas. Uppfinningen kan emellertid lika gärna tillämpas då regleringen utföres stegvis, Lex. med lyftventiler, vars öppnande och stängande styrs av den avkända ljudnivån. vi

Claims (1)

1. 0 20 25 30 35 a 468 525 PATENTKRAV Roterande förträngningskompressor med inställbara reglerorgan (22) bestämmande kompressoms inre volymsförhållande, k ä n n e t e c k n a d a v ljudavkännings- organ (26) intill kompressoms utloppsport (20), organ (28, 30) som registrerar ljud- nivån hos det ljud som avkännes av nämnda ljudavkänningsorgan, och styrorgan (32) som är förbundna med nämnda registreringsorgan (28, 30) och som kontrollerar nämnda reglerorgan (22) ställs in i ett läge där nänmda ljudnivå är i huvudsak vid sitt minimum. Kompressor enligt krav 1 av skruvrotortypen med ett par i varandra ingripande skruv- rotorer (12), som bildar arbetskarnrar, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda regler- organ (22) innefattar en axiellt förskjutbar slidventil som bestämmer ögonblicket för när en stängd arbetskammare börjar kommunicera med kompressoms utloppsport (20). Kompressor enligt krav 2, k ä n n e te c k n a d a v att nämnda registreringsorgan (28, 30) innefattar en rnicro-processor för lagring, jämförelse och bearbetning av vär- det på nämna registrerade ljudnivå. Förfarande för reglering av det inre volymsförhållandet hos en roterande förträng- ningskompressor med inställbara reglerorgan (22) bestämmande kompressoms inre volymsförhållande, k ä n n e t e c k n a t a v - avkänning av ljudet med ljudavkänningsorgan intill kompressoms utloppsport (20), I - registrering av ljudnivån hos nämnda ljud och - inställning av nämnda reglerorgan (22) i ett läge där en registrerade ljudnivån är i huvudsak vid sitt minimum. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n at a v att arbetsmediet komprimeras av ett par i varandra ingripande skruvrotorer (12) som bildar arbetskamrar där det inre volymsförhållandet regleras av en axiellt förskjutbar slidventil (22) som bestämmer ögonblicket för när en stängd arbetskammare börjar kommunicera med kompressoms utlopp (20), vilken slidventil (22) utgör nämnda inställbara reglerorgan. .Fa \J *fw '\ LTS Förfarande enligt något av kraven 4 eller 5, k ä n n e te c k n at a v att inställning av nämnda reglerorgan (22) kontrolleras av en micro-processor (30), vars inkomman- de information innefattar signaler som representerar den registrerade ljudnivån hos nämnda ljud, vilka signaler lagras, järnföres och bearbetas för åstadkommande av ut- gående information som innefattar signaler som beordrar inställning av reglerorganen (22).