BE1017162A3 - Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. - Google Patents
Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. Download PDFInfo
- Publication number
- BE1017162A3 BE1017162A3 BE2006/0317A BE200600317A BE1017162A3 BE 1017162 A3 BE1017162 A3 BE 1017162A3 BE 2006/0317 A BE2006/0317 A BE 2006/0317A BE 200600317 A BE200600317 A BE 200600317A BE 1017162 A3 BE1017162 A3 BE 1017162A3
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- inlet
- valve
- pressure
- control unit
- blow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
-
- 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
-
- 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
- F04B49/20—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 by changing the driving speed
-
- 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
- F04B49/22—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 by means of valves
- F04B49/225—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 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
- F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie met een compressorelement (2) aangedreven door een motor (4) met een regelbaar toerental en een stuurmodule (13), waarbij de inrichting (15) is voorzien van een gestuurde inlaatklep (16) die is aangesloten op de luchtinlaat (5) en een afblaasmechanisme (17) die afsluitbaar is door middel van een afblaasventiel (19), daardoor gekenmerkt dat de voornoemde inlaatklep (16), het afblaasventiel (19) en de stuurmodule (13) elektrisch aanstuurbare componenten zijn die zijn aangesloten op een elektronische besturingseenheid (22) voor het regelen van de werkdruk (Pw), die gemeten wordt door een werkdruksensor (23).
Description
Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie.
Uit het EP 0.942.173 op naam van dezelfde aanvrager kent men reeds een inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie die is voorzien van een compressorelement dat wordt aangedreven door een motor met een regelbaar toerental aangestuurd door een stuurmodule, waarbij dit compressorelement is voorzien van een luchtinlaat en van een persluchtuitlaat waarop een olieafscheider is aangesloten met een persluchtleiding voor het leveren van samengeperst gas, waarbij de inrichting is voorzien van een gestuurde inlaatklep die is aangesloten op de voornoemde luchtinlaat en een afblaasmechanisme met een afblaasleiding die de olieafscheider verbindt met de inlaatklep en die afsluitbaar is door middel van een afblaasventiel.
Bij zulke bekende inrichting wordt de inlaatklep van het compressorelement pneumatisch gestuurd.
Een nadeel van zulk pneumatisch regelsysteem is dat er een continu verlies is aan perslucht, hetgeen vereist is voor een goede werking van zulk regelsysteem.
Nog een nadeel van zulke bekende pneumatische regelsystemen bestaat erin dat de werkdruk in onbelaste toestand van de compressorinstallatie steeds hoger ligt dan in belaste toestand, zodat de werkdruk in onbelaste toestand van de compressorinstallatie meer vermogen vraagt van de motor.
Nog een ander nadeel van de bekende pneumatische regelsystemen is dat de regeldrukleidingen en luchtkamers zorgen voor grote tijdsconstanten, zodat zich bij plotse schommelingen in het uitlaatdebiet van de compressorinstallatie zogenaamde "overshoots" of "undershoots" voordoen van de werkdruk, waarbij deze werkdruk, respectievelijk, plots een zeer hoge of zeer lage waarde zal vertonen.
Een nadeel dat daaraan gekoppeld is, is dat bij een wijziging van de afmetingen van de regeldrukleidingen, bijvoorbeeld ten gevolge van een vervanging of herstelling, de voornoemde tijdsconstanten een andere waarde aannemen, wat nadelig is voor de stabiliteit van de regeling.
Een bijkomend nadeel van de bekende inrichtingen bestaat erin dat in de regeldrukleidingen van het pneumatisch regelsysteem condensaat kan ontstaan dat, tijdens het bedrijf via ontluchtingsgaten wordt afgevoerd, doch, dat na het stoppen van de compressorinstallatie in de leidingen aanwezig blijft en zich aldaar kan ophopen.
Bij vriestemperaturen kunnen de regeldrukleidingen dan ook dichtvriezen en zo de goede werking van het pneumatisch regelsysteem verhinderen.
Nog een bijkomend nadeel is dat bij de bekende inrichtingen het instellen van de gewenste werkdruk manueel geschiedt door het inschroeven van een pneumatisch regelventiel. Daarenboven kan deze instelling enkel worden uitgevoerd wanneer de compressorinstallatie in werking is.
Nog een nadeel van de bekende inrichtingen is dat de inlaatklep veelal is uitgevoerd in de vorm van een zuigerklep die het nadeel vertoont dat zij door haar vormgeving grote inlaatverliezen veroorzaakt.
De huidige uitvinding heeft als doel een antwoord te bieden aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen.
Hiertoe betreft de uitvinding een inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie die is voorzien van een cornpressorelement dat wordt aangedreven door een motor met een regelbaar toerental, aangestuurd door een stuurmodule, waarbij dit compressorelement is voorzien van een luchtinlaat en van een persluchtuitlaat waarop een olieafscheider is aangesloten met een persluchtleiding voor het leveren van samengeperst gas, waarbij de inrichting is voorzien van een gestuurde inlaatklep die is aangesloten op de voornoemde luchtinlaat en een afblaasmechanisme met een afblaasleiding die de olieafscheider verbindt met de inlaatklep en die afsluitbaar is door middel van een afblaasventiel, waarbij de inrichting is gekenmerkt doordat de voornoemde inlaatklep, het afblaasventiel en de stuurmodule elektrisch aanstuurbare componenten zijn die zijn aangesloten op een elektronische besturingseenheid voor het regelen van de werkdruk in de olieafscheider, die gemeten wordt door een werkdruksensor die eveneens is aangesloten op deze elektronische besturingseenheid.
Een voordeel van een inrichting volgens de uitvinding bestaat erin dat de efficiëntie van de compressorinstallatie aanzienlijk wordt verbeterd, doordat er geen verlies meer is van perslucht zoals bij een pneumatisch regelsysteem.
Een ander voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat de werkdruk constant kan worden gehouden, zowel tijdens belaste, als onbelaste toestand van de compressorinstallatie, waardoor er minder vermogen wordt gevraagd van de motor.
Nog een voordeel van zulke inrichting volgens de uitvinding is dat de tijdsconstanten aanzienlijk kleiner zijn dan bij de bekende regelsystemen op basis van perslucht, zodat de inrichting veel sneller kan reageren op wijzigingen van het uitlaatdebiet van de compressorinstallatie met kleinere "overshoots" en "undershoots" tot gevolg en dat de tijdsconstanten ook veel beter controleerbaar zijn.
Nog een extra voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat de pneumatische regeldrukleidingen wegvallen, zodat de vriesproblemen beperkt zijn tot het afblaasventiel.
Nog een voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat de gewenste werkdruk eenvoudig op een bedieningspaneel kan worden ingegeven.
Een bijkomend voordeel van een inrichting volgens de uitvinding is dat het elektronisch regelsysteem zich meer leent voor extra functionaliteiten zoals bijvoorbeeld het van op een afstand ingeven van een gewenste werkdruk door middel van een afstandsbediening.
Bij voorkeur is de voornoemde inlaatklep uitgevoerd in de vorm van een vlinderklep die wordt aangedreven door een stappenmotor met een bijhorende elektronische stappenmotorkaart die bij voorkeur over een microstap modus beschikt.
Een voordeel hiervan is dat zulke vlinderklep aanzienlijk minder inlaatverliezen veroorzaakt dan een zuigerklep die wordt toegepast bij klassieke pneumatische regelsystemen. De niet lineaire bedrijfskarakteristiek van de vlinderklep kan eenvoudig worden gelineariseerd via elektronische weg.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding is de voornoemde besturingseenheid voorzien van een werkdrukregelaar die is uitgevoerd in de vorm van een PID-regelaar waarvan het uitgangsignaal het gewenst uitlaatdebiet voorstelt dat het toerental van de motor, de inlaatdruk aan de luchtinlaat en het afblaasdebiet door het afblaasventiel instelt.
Hierbij is het uitlaatdebiet het luchtmassadebiet door de persluchtleiding, terwijl het afblaasdebiet het luchtmassadebiet is dat door het afblaasventiel stroomt.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding is de inrichting verder voorzien van een inlaatdruksensor die is aangesloten op de voornoemde besturingseenheid en is deze besturingseenheid voorzien van een inlaatdrukregelaar in de vorm van een PID-regelaar met een versterking, waarbij deze versterking functie is van de stand van de inlaatklep of van de verhouding tussen de absolute druk achter de inlaatklep aan de luchtinlaat van het compressorelement en de absolute druk aan de inlaatzijde van de inlaatklep.
Met het inzicht de kenmerken van de huidige uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een regelsysteem volgens de uitvinding voor een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie weergeeft die is voorzien van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een regeltechnisch schema weergeeft van een regelsysteem volgens de uitvinding; figuur 3 een werkgrafiek weergeeft van de inrichting van figuur 1; figuur 4 de werkingscurve weergeeft van een inlaatklep die deel uitmaakt van een inrichting volgens figuur 1; figuur 5 de versterkingscurve weergeeft van de inlaatdrukregelaar.
In figuur 1 is schematisch een compressorinstallatie 1 weergegeven die in dit geval is uitgevoerd in de vorm van een oliegeïnjecteerde schroefcompressor die is voorzien van een compressorelement 2 dat via een overbrenging 3 wordt aangedreven door een motor 4 met een regelbaar toerental.
Het compressorelement 2 is voorzien van een luchtinlaat 5 voor het aanzuigen van een samen te persen gas via een luchtfilter 6 en van een persluchtuitlaat 7 die via een terugslagventiel 8 uitgeeft op een leiding 9 die is aangesloten op een olieafscheider 10 van een bekend type.
Via een persluchtleiding 11 die via een minimum drukventiel 12 is aangesloten op de voornoemde olieafscheider 10, kan samengeperst gas onder een bepaalde werkdruk Pw worden afgenomen door persluchtgebruikers, zoals bijvoorbeeld voor het voeden van een persluchtnetwerk of dergelijke.
De voornoemde olieafscheider 10 is door middel van een niet in figuur 1 weergegeven injectieleiding verbonden met een injectieventiel dat is aangebracht op het compressorelement 2, voor het injecteren van de uit de perslucht afgescheiden olie in dit compressorelement 2 voor het smeren en koelen ervan.
De voornoemde motor 4 is in dit geval uitgevoerd in de vorm van een thermische motor die is voorzien van een niet in figuur 1 weergegeven elektrische startmotor en van een elektronische stuurmodule 13 voor het aansturen van het toerental.
De voornoemde motor 4 is nog voorzien van een koelventilator 14.
Verder is de compressorinstallatie 1 voorzien van een inrichting 15 volgens de uitvinding voor het regelen van de werkdruk Pw van de compressorinstallatie 1, welke inrichting 15 is voorzien van een elektrisch aangedreven inlaatklep 16 die is aangesloten op de voornoemde luchtinlaat 5 en van een afblaasmechanisme 17 dat in dit geval is uitgevoerd in de vorm van een afblaasleiding 18 die de olieafscheider 10 verbindt met de inlaatklep 16 en die afsluitbaar is door middel van een elektrisch aanstuurbaar afblaasventiel 19.
In dit geval is de voornoemde inlaatklep 16 uitgevoerd in de vorm van een vlinderklep die wordt aangedreven door middel van een s tappenmotor 20 die de stand van de inlaatklep 16 incrementeel kan instellen tussen een open stand en een gesloten stand van de inlaatklep 16.
De stappenmotor 20 is, zoals bekend, voorzien van een bijhorende elektronische stappenmotorkaart 21 die bij voorkeur over een microstap modus beschikt.
Het voornoemde afblaasventiel 19 is in dit geval uitgevoerd in de vorm van een magneetventiel dat in twee standen schakelbaar is tussen een gesloten positie en een geopende positie.
Volgens de uitvinding omvat de inrichting 15 verder een elektronische besturingseenheid 22 waarop de voornoemde stuurmodule 13 voor het motortoerental, de voornoemde inlaatklep 16 en het afblaasventiel 19 zijn aangesloten voor het regelen van de werkdruk Pw in de olieafscheider 10.
Verder is op de besturingseenheid 22 nog een werkdruksensor 23 aangesloten die is aangebracht op de voornoemde olieafscheider 10, een inlaatdruksensor 24 die ter hoogte van de luchtinlaat 5 is gemonteerd en twee naderingsschakelaars 25, waarvan er in figuur 1 slechts één is weergegeven en die de open en gesloten stand van de vlinderklep kunnen detecteren.
Tenslotte is in dit geval op de besturingseenheid 22 nog een bedieningspaneel 26 aangesloten.
De werking van een compressorinstallatie 1 die is voorzien van een inrichting 15 volgens de uitvinding voor het regelen van de werkdruk Pw van de compressorinstallatie 1 is zeer eenvoudig en als volgt.
De compressorinstallatie 1 kan zich in drie werkingsregimes bevinden: STARTUP, NOLOAD en LOAD/UNLOAD.
De compressorinstallatie 1 start steeds op in STARTUP modus, waarbij de besturingseenheid 22 aan de stappenmotor 20 het bevel geeft om de inlaatklep 16 volledig te sluiten en waarbij het afblaasventiel 19 wordt geopend.
Vervolgens wordt de thermische motor 4 door de voornoemde startmotor in gang getrokken en wordt, via de stuurmodule 13, de motor 4 op een minimaal toerental aangedreven.
Aangezien de inlaatklep 16 volledig gesloten is, wordt verkregen dat de inlaatdruk Pi die heerst ter hoogte van de luchtinlaat 5, zeer laag is, waardoor de motorbelasting zakt en de motor 4 bijgevolg gemakkelijk kan worden opgestart.
Wanneer de thermische motor 4 eenmaal op toeren is, schakelt de besturingseenheid 22 automatisch over van STARTUP modus naar NOLOAD modus.
In NOLOAD modus regelt de besturingseenheid 22 de werkdruk Pw naar een waarde die lager is dan de openingsdruk van het minimum drukventiel 12, zodat de motorbelasting beperkt is en de motor 4 op deze manier kan opwarmen.
Hoe lager men de werkdruk Pw in NOLOAD kiest, hoe kleiner het brandstofverbruik zal zijn.
De werkdruk Pw moet echter wel groot genoeg worden gekozen om, via de voornoemde injectieleiding, steeds voldoende olie vanuit de olieafscheider 10 te injecteren in het compressorelement 2 en aldus te vermijden dat de temperatuur aan de persluchtuitlaat 7 van het compressorelement 2 te hoog kan oplopen, aangezien dit een versnelde veroudering van de compressorolie teweegbrengt.
Wanneer de thermische motor 4 voldoende is opgewarmd, kan, bijvoorbeeld via het bedieningspaneel 26, de besturingseenheid 22 worden overgeschakeld van NOLOAD modus naar LOAD/UNLOAD modus.
In LOAD/UNLOAD regelt de besturingseenheid 22 de werkdruk Pw naar een druk die hoger is dan de openingsdruk van het minimum drukventiel 12.
In deze LOAD/UNLOAD modus kan de compressorinstallatie 1 perslucht leveren, waarbij desgewenst de werkdruk Pw via het bedieningspaneel 26 kan worden ingesteld op een waarde tussen de openingsdruk van het minimum drukventiel 12 en de nominale werkdruk van de compressorinstallatie 1.
Wanneer er een afname van perslucht plaatsvindt, schakelt de compressorinstallatie 1 automatisch in LOAD. Wanneer geen perslucht wordt afgenomen, schakelt de compressorinstallatie 1 zich in UNLOAD.
Wanneer de persluchtgebruiker de compressorinstallatie 1 zuiniger wil laten draaien dan in UNLOAD, kan hij de compressorinstallatie 1 via het bedieningspaneel 26 steeds terug naar NOLOAD brengen.
Wanneer de persluchtgebruiker vervolgens opnieuw perslucht wil afnemen, zal hij in dit geval wel langer moeten wachten vooraleer de werkdruk Pw weer een waarde bereikt heeft die hoger is dan de openingsdruk van het minimum drukventiel 12.
De werking van de inrichting 15 volgens de uitvinding in LOAD/UNLOAD modus zal hierna worden uitgelegd aan de hand van het regeltechnisch schema in figuur 2.
Uit dit schema blijkt dat de besturingseenheid 22 hiertoe over een werkdrukregelaar 27 en een inlaatdrukregelaar 28 beschikt die bij voorkeur beide zijn uitgevoerd in de vorm van een PID-regelaar die is voorzien van een PID-algoritme die respectievelijk worden voorgesteld door de blokken 29 en 30.
De voornoemde werkdrukregelaar 27 berekent het verschil tussen een gewenste werkdruk 100 en de door de werkdruksensor 23 gemeten werkdruk 101.
In de NOLOAD modus is de gewenste werkdruk 100 een voorgeprogrammeerde waarde in de besturingseenheid 22.
In de LOAD/UNLOAD modus daarentegen, kan de operator van de compressorinstallatie, bijvoorbeeld via het bedieningspaneel 26, zelf kiezen tussen twee verschillende drukregelingen door het instellen van een keuzeparameter in een keuzeblok 31 die een daartoe voorzien algoritme bevat.
Een eerste mogelijkheid bestaat erin dat de gewenste werkdruk 100 rechtstreeks via het bedieningspaneel 26 kan worden ingesteld via een inputblok 32.
Deze gewenste werkdruk 100 kan dan eender welke waarde aannemen tussen de nominale werkdruk van de compressorinstallatie 1 en de openingsdruk van het minimum drukventiel 12.
Een tweede mogelijkheid die kan worden ingesteld via het keuzeblok 31 is een werkdrukregeling waarbij de werkdruk Pw door de besturingseenheid 22 automatisch wordt gemax ima1i seerd.
In dit geval is de waarde van de gewenste werkdruk 100 functie van het uitlaatdebiet Qu van de compressorinstallatie 1.
Met het uitlaatdebiet Qu wordt hier het luchtmassadebiet bedoeld dat door de persluchtleiding 11 stroomt.
Informatie over het uitlaatdebiet Qu wordt in de besturingseenheid 22 in blok 33 berekend op basis van het gewenst inlaatdebiet 102 en de stand van het afblaasventiel 19 die wordt voorgesteld door signaal 103.
Met het inlaatdebiet wordt hier het luchtmassadebiet bedoeld dat door het compressorelement stroomt.
Blok 33 zorgt ervoor dat de werkdruk Pw ten allen tijde kleiner blijft dan de ontwerpdruk van de olieafscheider 10.
De "overshoot" die optreedt in de werkdruk Pw bij een plotse afname van het uitlaatdebiet Qu, bijvoorbeeld door een plotse afname van het verbruik, neemt toe naarmate het uitlaatdebiet Qu groter was op het ogenblik van de plotse afname van het verbruik.
Teneinde de "overshoot" te compenseren wordt volgens de uitvinding, rekening houdend met het voorgaande, de gewenste werkdruk 100 door de besturingseenheid 22 op een lagere waarde ingesteld naarmate het uitlaatdebiet Qu van de compressorinstallatie 1 toeneemt.
Vervolgens past de werkdrukregelaar 27 een PID algoritme 29 toe op de afwijking van de werkdruk, zijnde het verschil tussen de gewenste werkdruk 100 en de gemeten werkdruk Pw, overeenstemmend met het signaal 101.
De integrator in dit algoritme zorgt ervoor dat er geen statische afwijking bestaat tussen de gewenste werkdruk 100 en de gemeten werkdruk 101.
De optimale PID-factoren zijn afhankelijk van de omgevingsdruk 104 die bijvoorbeeld kan worden opgemeten door een niet de figuren weergegeven atmosferische druksensor.
Volgens een voorkeurdragend kenmerk van een inrichting 15 volgens de uitvinding, wordt de omgevingsdruk 104 echter niet opgemeten door middel van zulke atmosferische sensor, doch, door middel van de voornoemde absolute inlaatdruksensor 24, net vóór het opstarten van de thermische motor 4, aangezien de inlaatdruk Pi op dat ogenblik gelijk is aan de omgevingsdruk 104 zolang het compressorelement 2 stil staat.
Het uitgangssignaal van de werkdrukregelaar 27 geeft het gewenste inlaatdebiet 102 weer in percent. Het inlaatdebiet Qi is 100% wanneer het motortoerental maximaal is en de inlaatklep 16 volledig open staat. Het inlaatdebiet Qi is 0% wanneer de inlaatklep 16 gesloten is en de luchtinlaat volledig zou afsluiten en er dus een vacuüm zou heersen aan de luchtinlaat 5 van het compressorelement 2.
Het inlaatdebiet Qi kan gelijk worden gemaakt aan het gewenst inlaatdebiet 102 door het aanpassen van twee parameters, namelijk het compressortoerental en de inlaatdruk Pi.
Beide parameters zijn evenredig met het inlaatdebiet Qi van het compressorelement 2.
Dit wordt voorgesteld door de volgende formule 1:
Inlaatdebiet = Cte * compressortoerental * inlaatdruk
Het regelen van het compressortoerental komt overeen met het regelen van het toerental van de thermische motor 4, waarbij de stuurmodule 13 een wenswaarde voor het motortoerental ontvangt van de besturingseenheid 22 en het motortoerental naar dit gewenst toerental regelt.
De inlaatdruk Pi van het compressorelement 2 wordt geregeld door het instellen van de stand van de inlaatklep 16, één en ander zodanig dat, bij het sluiten van de inlaatklep 16, de inlaatdruk Pi afneemt.
De voornoemde inlaatdrukregelaar 28 berekent het verschil tussen een gewenste inlaatdruk 105 en de werkelijke inlaatdruk Pi overeenstemmend met het signaal 106 en gemeten door de inlaatdruksensor 24.
De gewenste inlaatdruk 105 wordt berekend in berekeningsblok 34 op basis van het gewenste inlaatdebiet 102 volgens de volgende formule 2:
Gewenste inlaatdruk = MIN [Patm; MAX(Pw / maximale drukverhouding over het compressorelement); (gewenst inlaatdebiet / minimaal motortoerental) * Patm]
Op afwijking van de inlaatdruk Pi, zijnde het verschil tussen de gewenste inlaatdruk 105 en de gemeten inlaatdruk 106, wordt vervolgens het voornoemde PID-algoritme 30 toegepast.
De uitgang van de inlaatdrukregelaar 28 vormt tevens een uitgang 35 van de besturingseenheid 22, waarlangs het uitgangssignaal 107 van de inlaatdrukregelaar 28 wordt verstuurd naar de kaart 21 van de stappenmotor 20 en welk signaal 107 de hoeksnelheid bepaalt waarmee de stappenmotor 20 moet draaien, terwijl het teken van het uitgangssignaal 107 de draaizin van deze motor 20 bepaalt.
Om het inlaatdebiet Qi van het compressorelement 2 te laten afnemen van 100% naar 0%, brengt men, omwille van efficiëntie redenen, de thermische motor 4 eerst van maximaal toerental naar minimaal toerental, waarbij dit minimaal toerental typisch ongeveer 70% van het maximaal toerental bedraagt.
Uit formule 1 volgt immers dat het inlaatdebiet Qi van het compressorelement 2 evenredig afneemt met het motortoerental.
Tijdens deze aanpassing van het motortoerental blijft de inlaatklep 16 volledig geopend.
Slechts wanneer de thermische motor 4 op zijn minimaal toerental draait en het inlaatdebiet Qi nog verder dient te zakken, zal de inlaatklep 16 worden gesloten, terwijl de motor 4 op minimaal toerental blijft draaien.
Uit formule 1 volgt tevens dat het inlaatdebiet Qi evenredig is met de inlaatdruk Pi van het compressorelement 2.
De omzetting van het gewenst inlaatdebiet 102 naar een gewenst toerental gebeurt in de besturingseenheid 22 in berekeningsblok 36 door toepassing van formule 3:
Gewenst motortoerental [%] = MAX (minimaal motortoerental [%]; gewenst inlaatdebiet [%])
Deze percentages dienen te worden berekend, bijvoorbeeld ten opzichte van het maximaal toerental, respectievelijk het maximaal inlaatdebiet.
De wenswaarde 108 van het motortoerental wordt via uitgang 37 van de besturingseenheid 22 doorgestuurd naar de stuurmodule 13 van de thermische motor 4.
Het dient te worden opgemerkt dat het in de praktijk niet wenselijk is om het inlaatdebiet Qi naar 0% te brengen, aangezien er in dit geval een vacuüm heerst aan de luchtinlaat 5 van het compressorelement 2, welk vacuüm theoretisch voor een oneindige drukverhouding over het compressorelement 2 zou zorgen.
Deze drukverhouding over het compressorelement 2 wordt gedefinieerd als het quotiënt van de absolute werkdruk Pw en de absolute inlaatdruk Pi van het compressorelement 2.
Wanneer deze drukverhouding te groot wordt, ondervindt dit compressorelement 2 zware trillingen met een verkorte levensduur tot gevolg.
De drukverhouding over het compressorelement 2 dient dan ook naar boven te worden begrensd.
De maximaal toegelaten drukverhouding over het compressorelement 2 is een machineconstante.
Zolang de motor 4 draait, zal er steeds een zeker inlaatdebiet Qi zijn dat naar de olieafscheider 10 stroomt.
In het geval er geen persluchtafname plaatsvindt en er dus geen uitlaatdebiet Qu is, zorgt het voornoemde afblaasmechanisme 17 ervoor dat het afblaasdebiet Qb dat uit de olieafscheider 10 opnieuw naar de luchtinlaat 5 stroomt, gelijk is aan het inlaatdebiet Qi, opdat de werkdruk Pw in de olieafscheider 10 niet zou blijven stijgen.
Het afblaasdebiet Qb is hierbij het luchtmassadebiet dat door het afblaasventiel 19 stroomt.
In de voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting 15 volgens de uitvinding, welke inrichting 15 is weergegeven in figuur 2, komt het afblaasdebiet Qb aan de inlaatzijde van de inlaatklep 16 terecht; dit betekent aan de zijde van de inlaatklep 16 die in verbinding staat met de luchtfilter 6.
Doordat het voornoemde afblaasventiel 19 van het afblaasmechanisme 17 slechts in twee standen schakelbaar is tussen een gesloten en een geopende toestand, is enkel een discontinue regeling van het afblaasdebiet Qb mogelij k.
De besturingseenheid 22 is bij voorkeur voorzien van een niet in de figuren weergegeven geheugen voor het opslaan van de actuele stand van het afblaasventiel 19.
Het principe van de discontinue afblaasregeling wordt weergegeven in figuur 3, waarin in volle lijn het inlaatdebiet Qi is weergegeven in functie van het uitlaatdebiet Qu dat wordt voorgesteld door de horizontale as.
Tevens is op de grafiek in streep-puntlijn het afblaasdebiet Qb weergegeven en is in streeplijn het minimaal inlaatdebiet Qi,min weergegeven, beide eveneens in functie van het uitlaatdebiet Qu van het compressorelement 2.
Deze figuur is opgesteld voor stationaire toestand. Het dient te worden opgemerkt dat het minimaal inlaatdebiet Qi,min en het afblaasdebiet Qb echter geen vaste waarden zijn, maar dat zij sterk afhankelijk zijn van velerlei factoren zoals het type compressorinstallatie 1, de werkdruk Pw en dergelijke.
In stationaire toestand geldt formule 4:
Inlaatdebiet Qi = uitlaatdebiet Qu + afblaasdebiet Qb
Bij een maximaal inlaatdebiet van 100% is het afblaasventiel 19 gesloten en is er bijgevolg geen afblaasdebiet Qb, zodat volgens formule 4 geldt dat het inlaatdebiet Qi even groot is als het uitlaatdebiet Qu van het compressorelement 2.
Wanneer de persluchtgebruiker het uitlaatdebiet Qu laat afnemen, laat de werkdrukregelaar 27 het inlaatdebiet Qi mee dalen tot de minimale inlaatdruk en dus het minimaal inlaatdebiet Qi,min bereikt worden.
Het minimaal inlaatdebiet Qi,min is het inlaatdebiet Qi dat wordt bereikt bij een minimaal motortoerental en een maximale drukverhouding over het compressorelement 2.
Op dat ogenblik wordt het afblaasventiel 19 geopend.
Wanneer het gewenst inlaatdebiet Qi dus kleiner is dan het minimaal inlaatdebiet Qi,min, zal de besturingseenheid dit magneetventiel openen of open houden.
Door het openen van het afblaasventiel 19 wordt een drukdaling in de olieafscheider 10 teweeggebracht waarop de werkdrukregelaar 27 zal reageren door het verhogen van het inlaatdebiet Qi totdat dit gelijk is aan de som van het uitlaatdebiet Qu en het afblaasdebiet Qb.
Wanneer er geen afname van perslucht is en er bijgevolg ook geen uitlaatdebiet Qu is, is het afblaasventiel 19 geopend.
Volgens formule 4 is het inlaatdebiet Qi in dat geval gelijk aan het afblaasdebiet Qb.
Wanneer in dit geval het uitlaatdebiet Qu toeneemt ten gevolge van een grotere persluchtafname, laat de werkdrukregelaar 27 ook het inlaatdebiet Qi mee toenemen totdat het inlaatdebiet Qi gelijk wordt aan de som van het minimaal inlaatdebiet Qi,min en het afblaasdebiet Qb.
Op dat moment wordt het afblaasventiel 19 gesloten.
Wanneer het gewenst inlaatdebiet 102 dus groter is dan de som van het minimaal inlaatdebiet Qi,min en het afblaasdebiet Qb, zal de besturingseenheid 22 dit afblaasventiel 19 sluiten of gesloten houden.
Door het afsluiten van de afblaasleiding 18 wordt er een drukverhoging in de olieafscheider 10 verkregen, waarop de werkdrukregelaar 27 zal reageren door het inlaatdebiet
Qi te verlagen tot dit gelijk is aan het uitlaatdebiet
Qu.
Wanneer het gewenst inlaatdebiet 102 groter is dan het minimaal inlaatdebiet Qi,min en kleiner dan de som van het minimaal inlaatdebiet Qi,min en het afblaasdebiet Qb, blijft de stand van het afblaasventiel 19 ongewijzigd.
De doorlaatopening van het afblaasventiel 19 moet goed worden gedimensioneerd, teneinde te vermijden dat door een te kleine afmeting ervan, bij de maximale drukverhouding over het compressorelement 2, er een statische afwijking ontstaat tussen de gemeten werkdruk Pw en de gewenste werkdruk 100.
Anderzijds, mag de doorlaatopening van het afblaasventiel 19 ook niet te groot zijn, aangezien een te groot afblaasdebiet Qb nadelig is voor de efficiëntie van de compressorinstallatie 1.
Bij voorkeur wordt de grootte van de doorlaatopening van het afblaasventiel 19 zodanig gekozen dat in NOLOAD de maximale drukverhouding over het compressorelement 2 wordt bereikt.
Deze optimale doorlaatopening kan worden berekend aan de hand van formule 5:
Waarin: A = de geoptimaliseerde doorlaatopening van het afblaasventiel [m2] is; B = het slagvolume van het compressorelement [m3/tr] is; dit is geen constante maar is een parameter die afhankelijk is van een aantal factoren zoals het toerental van de mannelijke rotor van het compressorelement, de werkdruk Pw, de inlaatdruk Pi en dergelijke; C = het minimaal toerental van de mannelijke rotor [tr/s] is; D = de maximale drukverhouding over het compressorelement 2 is; E = de temperatuur van de lucht aan de inlaat van het compressorelement 2 [K] is; F = de temperatuur van de lucht aan de inlaat van de doorlaatopening [K].
De parameters B en C van de bovenvermelde formule 5 zijn zeer sterk afhankelijk van het type compressorinstallatie 1 zodat de optimale doorlaatopening A voor elke compressorinstallatie 1 anders zal zijn.
Men zal voor elk type compressorinstallatie 1 de bovenstaande functie maximaliseren om zo de optimale doorlaatopening A van het afblaasventiel 19 te berekenen, waarbij in geen enkele omgevings- en machineconditie de gemeten werkdruk Pw hoger blijft dan de gewenste werkdruk 100.
Deze "worst-case"-conditie zal in de praktijk niet veel voorkomen, zodat in de meeste situaties de doorlaatopening A van het afblaasventiel 19 te groot gedimensioneerd zal zijn.
Het verschil tussen het afblaasdebiet Qb en het minimaal inlaatdebiet Qi,min wordt de veiligheidsfactor genoemd, welke veiligheidsfactor in de Mworst-case"-conditie gelijk is aan 0.
De voorwaarde om het afblaasventiel 19 te sluiten wordt dus:
Gewenste inlaatdebiet > 2 * minimaal inlaatdebiet + veiligheidsfactor.
De voorwaarden voor het openen en het sluiten van het afblaasventiel 19 zijn in de besturingseenheid 22 geprogrammeerd in berekeningsblok 38 die is verbonden met de werkdruksensor 23 en met de inlaatdruksensor 24, die vereist zijn om het minimaal inlaatdebiet Qi,min te berekenen en die respectievelijk de gemeten werkdruk 101 en de omgevingsdruk 104 weergeven.
Het uitgangssignaal 103 van berekeningsblok 38 is een signaal dat, via de uitgang 39 van de besturingseenheid 22, het afblaasventiel 19 opent of sluit.
Verder wordt bij voorkeur nog een laagdoorlaatfilter 40 in de besturingseenheid 22 geplaatst vóór berekeningsblok 38, dit wil zeggen tussen de werkdrukregelaar 27 en het berekeningsblok 38, en dit om een stabieler regelsysteem te bekomen.
Zoals bij de bekende inrichtingen 15 die pneumatisch werken, zal een beperkte keuze van doorlaatopeningen van de afblaasventielen 19 moeten worden gemaakt en kan niet elke compressorinstallatie 1 de maximale drukverhouding over het compressorelement 2 bereiken in NOLOAD.
In UNLOAD zal de maximale drukverhouding over het compressorelement 2 behouden blijven, onafhankelijk van de werkdruk Pw.
Indien bijvoorbeeld de inlaatdruk Pi verdubbelt, dan verdubbelt ook het inlaatdebiet Qi en blijft de werkdruk Pw stijgen tot een nieuwe stationaire toestand wordt bereikt.
Het afblaasdebiet Qb moet dan even groot zijn als het inlaatdebiet Qi en is dus ook verdubbeld.
Men stelt vast dat, wanneer het afblaasdebiet Qb verdubbelt, de absolute werkdruk Pw ook verdubbelt, zodat de drukverhouding over het compressorelement 2 dus constant is gebleven, aangezien, zowel het inlaatdruk Pi, als de werkdruk Pw verdubbeld zijn.
Dankzij de keuze van de vlinderklep als inlaatklep 16 is slechts een beperkt stuurvermogen vereist in vergelijking met de zuiger-inlaatklep die wordt toegepast bij de klassieke pneumatische regelinrichtingen, welk een vereiste is teneinde de kost van de elektrische actuator, die in dit geval bestaat uit de stappenmotor 20, zo laag mogelijk te houden.
Een ander voordeel van het gebruik van zulke vlinderklep is dat zij door haar vormgeving slechts beperkte inlaatverliezen vertoont in vergelijking met de klassiek toegepaste zuiger-inlaatklep van een pneumatische regelinrichting.
Bij zulke zuiger-inlaatklep passeert de lucht immers eerst door een aantal bochten voordat het uiteindelijk de luchtinlaat bereikt, wat een aanzienlijk inlaatverlies veroorzaakt.
Een bijkomend voordeel van de vlinderklep is haar compactheid.
Belangrijk voor de dynamica van het regelsysteem is de bedrijfskarakteristiek die bij de inlaatklep 16 hoort en die schematisch is weergegeven in figuur 4.
Deze bedrijfskarakteristiek geeft de inlaatklepdrukverhouding weer in functie van de inlaatkiepstand.
Met de inlaatklepdrukverhouding wordt hier de verhouding bedoeld tussen de absolute druk achter de inlaatklep 16 aan de luchtinlaat 5 van het compressorelement 2 en de absolute druk aan de inlaatzijde van de inlaatklep 16.
Een inlaatklepstand van 0° betekent een gesloten vlinderklep, een inlaatklepstand van 90° betekent een volledig geopende vlinderklep.
De vorm van de bedrij fskarakteristiek, die typisch niet lineair is, is afhankelijk van de vormgeving en de dimensies van de vlinderklep, alsook van het volumetrisch debiet van het compressorelement 2.
Een grotere diameter van de vlinderklep en een lager volumetrisch debiet maken de bedrijfskarakteristiek minder lineair.
De bedrijfskarakteristiek toont dat in de rechterhelft van de grafiek de inlaatdruk Pi slechts weinig afneemt bij dalende inlaatklepstand.
In heel dit gebied heeft het wijzigen van de inlaatklepstand dan ook weinig invloed op het inlaatdebiet Qi.
Pas in de linkerhelft van de bedrijfskarakteristiek zal de inlaatdruk Pi (en dus het inlaatdebiet Qi) sterk wijzigen met een verandering van de inlaatklepstand.
Om de inlaatklepstand in te stellen, wordt in dit geval gebruik gemaakt van de voornoemde stappenmotor 20 waarvan de windingen worden bekrachtigd door de voornoemde elektronische stappenmotorkaart 21.
Deze stappenmotorkaart 21 ontvangt, via de voornoemde elektronische stappenmotorkaart 21 een laag vermogen stuursignaal van de besturingseenheid 22.
Een voordeel van het gebruik van zulke stappenmotor 20 is dat dit type van elektrische motoren bij stilstand reeds zijn maximaal koppel kan ontwikkelen, wat een vereiste is aangezien de asymmetrische luchtstroming door de inlaatklep 16 immers zorgt voor een lastkoppel op de as van de vlinderklep.
Het houdkoppel van de stappenmotor 20 dient uiteraard groter te zijn dan het lastkoppel om de vlinderklep in de gewenste stand te houden.
Een bijkomend voordeel van het gebruik van zulke stappenmotor is de relatief lage kostprijs.
Een karakteristieke eigenschap van de stappenmotor 20 is zijn staphoek in de volle stap modus van de stappenmotorkaart 21.
In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding doet de stappenmotor 20 tweehonderd stappen per omwenteling, wat overeenkomt met een staphoek van 1,8°.
Uit de bedrijfskarakteristiek uit figuur 4 volgt dat deze 1,8° in de meest kritische situatie overeenkomt met een inlaatdrukverschil van ongeveer 15%, met grote kans tot instabiliteit tot gevolg.
Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost door gebruik te maken van een voornoemde elektronische stappenmotorkaart 21 die beschikt over een microstap modus, waarbij de staphoek van de volle stap modus wordt opgedeeld in een aantal kleinere microstappen.
Wanneer bijvoorbeeld wordt gekozen voor acht microstappen per staphoek, wordt reeds een positioneerresolutie van 0,225° verkregen.
Terugkijkend naar de bedrijfskarakteristiek uit figuur 4 blijkt dat dit in de meest kritische situatie nog slechts overeenstemt met ongeveer 2% inlaatdrukverschil, wat aanvaardbaar is.
Door het niet lineair zijn van de bedrijfskarakteristiek van de inlaatklep 16 wordt een niet lineair regelsysteem verkregen.
Wanneer bijgevolg de versterking K van de inlaatdrukregelaar 28 wordt geoptimaliseerd voor de linkerhelft van de bedrijfskarakteristiek, zal de stappenmotor 20 niet snel genoeg zijn in het rechterdeel van de bedrijfskarakteristiek, waardoor werkdrukwijzigingen ontoelaatbaar groot worden bij het omschakelen tussen LOAD en UNLOAD.
Omgekeerd zal, wanneer de versterking K van de inlaatdrukregelaar 28 wordt geoptimaliseerd voor de rechterhelft van de bedrijfskarakteristiek, de stappenmotor 20 veel te hevig reageren in het linkerdeel van de bedrijfskarakteristiek, met een instabiel regelsysteem tot gevolg.
Om dit probleem op te lossen wordt de inlaatdrukregelaar 28 voorzien van zogenaamde 'gain scheduling' waarbij de versterking K, die zorgt voor de proportionele actie van het PID-algoritme 30 van de inlaatdrukregelaar 28, mee wordt aangepast wanneer de stand van de inlaatklep 16 wijzigt.
Het meten van de inlaatklepstand kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door middel van een positieopnemer, zoals een encoder.
Aangezien zulke encoder doorgaans relatief duur is, wordt er volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding voor gekozen om de versterking K van de inlaatdrukregelaar 28 niet te laten afhangen van de stand van de inlaatklep 16, maar van de drukverhouding over de inlaatklep 16.
Statisch kan de stand van de inlaatklep 16 immers worden afgeleid uit de inlaatklepdrukverhouding wanneer de bedrijfskarakteristiek goed gekend is.
Dynamisch zit er bovendien slechts een kleine tijdsconstante tussen de stand van de inlaatklep 16 en de drukverhouding over de inlaatklep 16 als gevolg van het relatief kleine volume tussen de vlinderklep en de luchtinlaat 5 en het relatief hoge volumedebiet van het compressorelement 2.
Voor deze inlaatdrukmeting zijn geen extra sensoren nodig aangezien de inlaatdruksensor 24 reeds aanwezig is om de drukverhouding over het compressorelement 2 te controleren.
Concreet wordt het bereik van de drukverhouding van de inlaatklep 16 opgedeeld in een eindig aantal intervallen.
Binnen elk interval heeft de versterking K van de inlaatdrukregelaar 28 een constante waarde die voor elk interval afzonderlijk wordt berekend als zijnde het omgekeerde van de gemiddelde versterking van de bedrijfskarakteristiek in het betreffend interval, vermenigvuldigd met een constante waarde.
Dit kan uitgedrukt worden in de vorm van formule 6:
De constante waarde Cte' wordt hierbij zodanig gekozen dat de dynamica van de inlaatdrukregeling optimaal is in het inlaatdrukinterval met de laagste versterking K.
De versterking K is naar boven begrensd, aangezien deze anders een te grote waarde zou kunnen aannemen in de nabijheid van de uiterste kiepstanden bij 0° en 90°.
In figuur 5 wordt een voorbeeld gegeven van 'gain scheduling', waarbij de versterking K in ordinaat wordt weergegeven in functie van de drukverhouding van de inlaatklep 16 in abscis en dit voor een groot aantal intervallen van de drukverhouding van de inlaatklep.
Met behulp van 'gain scheduling' wordt dus een meer lineair regelsysteem bekomen, met betere dynamische eigenschappen.
Voor de goede werking van een inrichting 15 volgens de uitvinding voor het regelen van de werkdruk Pw van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie 1, is het van belang dat de stand van de inlaatklep 16 ten allen tijde groter blijft dan 0° en kleiner dan 90°.
Dit kan bijvoorbeeld worden verwezenlijkt door twee mechanische aanslagen te voorzien die het kleplichaam bij het benaderen van de uiterste positie stoppen.
Het gebruik van zulke mechanische aanslagen kan echter voor harde botsingen zorgen, wat nadelig is voor de levensduur van de componenten.
Een andere mogelijkheid bestaat erin om gebruik te maken van sensoren die de uiterste kiepstanden van de inlaatklep 16 detecteren, welke sensoren in dit geval zijn uitgevoerd in de vorm van naderingsschakelaars 25.
De besturingseenheid 22 zal er dan voor zorgen dat de stappenmotor 20 niet meer verder in de richting van de betreffende uiterste kiepstand wordt gestuurd.
Bij het uitschakelen van de compressorinstallatie 1, zal deze door de besturingseenheid 22 eerst voor een vooropgestelde tijd naar NOLOAD modus worden geschakeld zodat de thermische motor 4 minimaal belast wordt terwijl de ventilator 14 blijft draaien op het minimum toerental en de compressorinstallatie 1 nog kan afkoelen vooraleer de thermische motor 4 effectief wordt stilgelegd.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch, een inrichting volgens de uitvinding voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie, kan in velerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
Claims (15)
1.- Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie die is voorzien van een compressorelement (2) dat wordt aangedreven door een motor (4) met een regelbaar toerental aangestuurd door een stuurmodule (13), waarbij dit compressorelement (2) is voorzien van een luchtinlaat (5) en van een persluchtuitlaat (7) waarop een olieafscheider (10) is aangesloten met een persluchtleiding (11) voor het leveren van samengeperst gas, waarbij de inrichting (15) is voorzien van een gestuurde inlaatklep (16) die is aangesloten op de voornoemde luchtinlaat (5) en een afblaasmechanisme (17) met een afblaasleiding (18) die de olieafscheider (10) verbindt met de inlaatklep (16) en die afsluitbaar is door middel van een afblaasventiel (19) , daardoor gekenmerkt dat de voornoemde inlaatklep (16), het afblaasventiel (19) en de stuurmodule (13) elektrisch aanstuurbare componenten zijn die zijn aangesloten op een elektronische besturingseenheid (22) voor het regelen van de werkdruk (Pw) in de olieafscheider (10), die gemeten wordt door een werkdruksensor (23) die eveneens is aangesloten op deze elektronische besturingseenheid (22).
2.- Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde inlaatklep (16) is uitgevoerd in de vorm van een vlinderklep die wordt aangedreven door een stappenmotor (20) met een bijhorende elektronische stappenmotorkaart (21).
3. Inrichting volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde elektronische stappenmotorkaart (21) over een microstap modus beschikt.
4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde besturingseenheid (22) is voorzien van een werkdrukregelaar (27) die is uitgevoerd in de vorm van een PID-regelaar waarvan het uitgangsignaal het gewenste inlaatdebiet (102) van het compressorelement (2) voorstelt, op basis waarvan het motortoerental, de inlaatdruk (Pi) aan de luchtinlaat (5) en het afblaasdebiet (Qb) door het afblaasventiel (19) worden bijgestuurd.
5. Inrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de besturingseenheid (22) verder is voorzien van een inlaatdrukregelaar (28) die is uitgevoerd in de vorm van een PID-regelaar met een versterking (K), waarbij deze versterking (K) functie is van de stand van de inlaatklep (16) of van de verhouding tussen de absolute druk achter de inlaatklep (16) aan de luchtinlaat (5) van het compressorelement (2) en de absolute druk aan de inlaatzijde van de inlaatklep (16).
6. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het voornoemde afblaasventiel (19) is uitgevoerd in de vorm van een magneetventiel dat in twee standen schakelbaar is tussen een gesloten en een geopende positie.
7. Inrichting volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de besturingseenheid (22) is voorzien van een geheugen voor het opslaan van de actuele stand van het magneetventiel.
8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de besturingseenheid (22) is voorzien van een berekeningsblok (38) die een algoritme bevat dat het voornoemde afblaasventiel (19) opent of open houdt wanneer het gewenst inlaatdebiet (102) kleiner is dan het minimaal inlaatdebiet (Qi,min) dat wordt bereikt bij een minimaal motortoerental en een maximale drukverhouding over het compressorelement (2); waarbij de besturingseenheid (22) dit afblaasventiel (19) sluit of gesloten houdt wanneer het gewenst inlaatdebiet (102) groter is dan de som van het minimaal inlaatdebiet (Qi,min) en het afblaasdebiet (Qb); en waarbij de besturingseenheid (22) de stand van het afblaasventiel (19) niet wijzigt wanneer het minimaal inlaatdebiet (Qi,min) kleiner is dan het gewenst inlaatdebiet (102) dat op zijn beurt kleiner is dan de som van het minimaal inlaatdebiet (Qi,min) en het afblaasdebiet (Qb).
9. Inrichting volgens de conclusies 5 en 8, daardoor gekenmerkt dat in de besturingseenheid (22), tussen de voornoemde werkdrukregelaar (27) en de voornoemde berekeningsblok (38), een laagdoorlaatfilter (40) is aangebracht.
10. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de besturingseenheid (22) is voorzien van een keuzeblok (31) die een algoritme bevat dat toelaat om, in een eerste selectiestand de werkdruk (Pw) rechtstreeks in te stellen; en in een tweede selectiestand een automatische werkdrukregeling toe te passen waarbij de werkdruk (Pw) automatisch wordt gemaximaliseerd naar een werkdruk (Pw) die zich tussen de nominale werkdruk en de ontwerpdruk van de compressorinstallatie (1) bevindt en waarbij er tevens wordt voor gezorgd dat de piekwaarde van de werkdruk (Pw) bij een overgang van een belaste naar een onbelaste compressorinstallatie (1) steeds kleiner blijft dan de ontwerpdruk van de compressorinstallatie (1).
11. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een bedieningspaneel (26) dat toelaat de gewenste werkdruk in te stellen in de besturingseenheid (22).
12. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat zij is voorzien van een afstandsbediening voor het instellen van de werkdruk in de besturingseenheid (22).
13. Inrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de werkdrukregelaar (27) is voorzien van een algoritme dat de PID-factoren van de werkdrukregelaar (27) aanpast aan de omgevingsdruk (Patm).
14. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de voornoemde besturingseenheid (22) is voorzien van een STARTUP modus waarbij de inlaatklep (16) volledig wordt gesloten, het afblaasventiel (19) wordt geopend en dan pas de motor (4) wordt gestart en waarbij, wanneer de motor (4) eenmaal op toeren is, de besturingseenheid (22) automatisch overschakelt van STARTUP modus naar een NOLOAD modus, waarbij de werkdruk (Pw) door de besturingseenheid (22) naar een waarde wordt geregeld die lager is dan de voornoemde openingsdruk van het minimum drukventiel (12).
15.- Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat op de voornoemde inlaatklep (16) naderingsschakelaars (25) zijn voorzien die het benaderen van de uiterste standen van een in deze inlaatklep (16) aanwezig kleplichaam detecteren en doorsturen naar de voornoemde besturingseenheid (22).
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE2006/0317A BE1017162A3 (nl) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. |
| US12/303,940 US8360738B2 (en) | 2006-06-09 | 2007-03-21 | Device for regulating the operating pressure of an oil-injected compressor installation |
| CN200780021372.0A CN101466952B (zh) | 2006-06-09 | 2007-03-21 | 用于调节喷油压缩机设备的工作压力的装置 |
| PCT/BE2007/000047 WO2007140550A1 (en) | 2006-06-09 | 2007-05-21 | Device for regulating the operating pressure of an oil-injected compressor installation |
| EP07719211.0A EP2027392B1 (en) | 2006-06-09 | 2007-05-21 | Device for regulating the operating pressure of an oil-injected compressor installation |
| BRPI0712877-0A BRPI0712877B1 (pt) | 2006-06-09 | 2007-05-21 | Dispositivo para ajuste da pressão de operação de uma instalação de compressor de óleo injetado |
| ES07719211.0T ES2559639T3 (es) | 2006-06-09 | 2007-05-21 | Dispositivo para regular la presión operativa de una instalación compresora de aceite inyectado |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE200600317 | 2006-06-09 | ||
| BE2006/0317A BE1017162A3 (nl) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1017162A3 true BE1017162A3 (nl) | 2008-03-04 |
Family
ID=37510832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE2006/0317A BE1017162A3 (nl) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8360738B2 (nl) |
| EP (1) | EP2027392B1 (nl) |
| CN (1) | CN101466952B (nl) |
| BE (1) | BE1017162A3 (nl) |
| BR (1) | BRPI0712877B1 (nl) |
| ES (1) | ES2559639T3 (nl) |
| WO (1) | WO2007140550A1 (nl) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2011242885B2 (en) * | 2010-04-20 | 2015-02-26 | Sandvik Intellectual Property Ab | Air compressor system and method of operation |
| BE1019549A3 (nl) * | 2010-10-21 | 2012-08-07 | Atlas Copco Airpower Nv | Inrichting voor het samenpersen van gas. |
| CN102392813B (zh) * | 2011-06-10 | 2015-10-14 | 辽宁华兴森威科技发展有限公司 | 压缩机组转速调节控制系统 |
| WO2014047377A2 (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-27 | Sandvik Surface Mining | Method and apparatus for decompressing a compressor |
| CN104154015B (zh) * | 2013-05-15 | 2016-08-17 | 株式会社神户制钢所 | 压缩装置 |
| CN104653462A (zh) * | 2014-04-25 | 2015-05-27 | 柳州富达机械有限公司 | 压缩机容积流量调节装置 |
| US10851785B2 (en) * | 2014-12-31 | 2020-12-01 | Ingersoll-Rand Industrial U.S., Inc. | Compressor system with variable blowdown control |
| DE102016011439A1 (de) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Schraubenkompressorsystem für ein Nutzfahrzeug |
| DE102016011395A1 (de) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Schraubenkompressor für ein Nutzfahrzeug |
| BE1024700B1 (nl) * | 2016-10-25 | 2018-06-01 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Regelaar voor het regelen van de snelheid van een motor die een oliegeïnjecteerde compressor aandrijft en werkwijze voor het regelen van die snelheid |
| BE1025352B1 (nl) * | 2017-06-21 | 2019-02-05 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Inlaatklep voor de inlaat van een compressorelement en compressor en compressorelement daarmee uitgerust |
| WO2018234910A1 (en) * | 2017-06-21 | 2018-12-27 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Inlet valve for the inlet of a compressor element and compressor and compressor element provided with such an inlet valve |
| BE1026036B1 (nl) * | 2018-02-23 | 2019-09-20 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor het aansturen van een compressorinrichting en compressorinrichting |
| JP6968009B2 (ja) * | 2018-03-13 | 2021-11-17 | 日本碍子株式会社 | ガスセンサの被水試験装置及び方法 |
| BE1026208B1 (nl) * | 2018-04-12 | 2019-11-13 | Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap | Oliegeïnjecteerde schroefcompressorinrichting |
| US11493033B2 (en) * | 2018-11-20 | 2022-11-08 | Clark Equipment Company | Low energy idling for a compressed air system |
| BE1027005B9 (nl) | 2019-01-30 | 2020-10-19 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor de sturing van een compressor naar een onbelaste toestand |
| US11879463B2 (en) * | 2020-02-25 | 2024-01-23 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Refueling screw compressor |
| JP7384860B2 (ja) * | 2021-06-28 | 2023-11-21 | 本田技研工業株式会社 | 減圧システム及び減圧方法 |
| IT202200008156A1 (it) * | 2022-04-26 | 2023-10-26 | Virgilio Mietto | Compressore volumetrico perfezionato |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58140498A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-20 | Hitachi Ltd | スクリユ圧縮機の運転制御方法 |
| US5388968A (en) * | 1994-01-12 | 1995-02-14 | Ingersoll-Rand Company | Compressor inlet valve |
| EP0942173A1 (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | Atlas Copco Airpower N.V. | Compressor unit and control device used thereby |
| US6082971A (en) * | 1998-10-30 | 2000-07-04 | Ingersoll-Rand Company | Compressor control system and method |
| BE1012655A3 (nl) * | 1998-12-22 | 2001-02-06 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor het besturen van een compressorinstallatie en aldus bestuurde compressorinstallatie. |
| JP2001073956A (ja) * | 2000-07-31 | 2001-03-21 | Hitachi Ltd | インバータ駆動スクリュー圧縮機の運転方法 |
| EP1128067A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-29 | Atlas Copco Airpower N.V. | Method for controlling a compressor installation and compressor installation controlled in this manner |
| WO2005038258A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Water-injected screw-type compressor |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3860363A (en) * | 1973-05-10 | 1975-01-14 | Chicago Pneumatic Tool Co | Rotary compressor having improved control system |
| US5050112A (en) * | 1989-08-08 | 1991-09-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Specimen coordinate automated measuring machine/fiducial automated measuring machine |
| US5054995A (en) * | 1989-11-06 | 1991-10-08 | Ingersoll-Rand Company | Apparatus for controlling a fluid compression system |
| US5306116A (en) * | 1992-04-10 | 1994-04-26 | Ingersoll-Rand Company | Surge control and recovery for a centrifugal compressor |
| US5352098A (en) * | 1993-04-22 | 1994-10-04 | Ingersoll-Rand Company | Turn valve control system for a rotary screw compressor |
| US6529590B1 (en) | 1994-11-23 | 2003-03-04 | Coltec Industries, Inc. | Systems and methods for remotely controlling a machine |
| US6419454B1 (en) * | 2000-06-14 | 2002-07-16 | Leo P. Christiansen | Air compressor control sequencer |
| ATE367525T1 (de) * | 2000-07-06 | 2007-08-15 | Ixetic Mac Gmbh | Sicherheitseinrichtung für klimakompressor |
| JP4033087B2 (ja) * | 2003-09-10 | 2008-01-16 | 日立工機株式会社 | 空気圧縮機及びその制御方法 |
| US7094019B1 (en) * | 2004-05-17 | 2006-08-22 | Continuous Control Solutions, Inc. | System and method of surge limit control for turbo compressors |
| US20070065302A1 (en) * | 2005-09-19 | 2007-03-22 | Schmitz Michael B | System and method for operating a compressor |
-
2006
- 2006-06-09 BE BE2006/0317A patent/BE1017162A3/nl active
-
2007
- 2007-03-21 CN CN200780021372.0A patent/CN101466952B/zh active Active
- 2007-03-21 US US12/303,940 patent/US8360738B2/en active Active
- 2007-05-21 BR BRPI0712877-0A patent/BRPI0712877B1/pt active IP Right Grant
- 2007-05-21 WO PCT/BE2007/000047 patent/WO2007140550A1/en not_active Ceased
- 2007-05-21 ES ES07719211.0T patent/ES2559639T3/es active Active
- 2007-05-21 EP EP07719211.0A patent/EP2027392B1/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58140498A (ja) * | 1982-02-17 | 1983-08-20 | Hitachi Ltd | スクリユ圧縮機の運転制御方法 |
| US5388968A (en) * | 1994-01-12 | 1995-02-14 | Ingersoll-Rand Company | Compressor inlet valve |
| EP0942173A1 (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-15 | Atlas Copco Airpower N.V. | Compressor unit and control device used thereby |
| US6082971A (en) * | 1998-10-30 | 2000-07-04 | Ingersoll-Rand Company | Compressor control system and method |
| BE1012655A3 (nl) * | 1998-12-22 | 2001-02-06 | Atlas Copco Airpower Nv | Werkwijze voor het besturen van een compressorinstallatie en aldus bestuurde compressorinstallatie. |
| EP1128067A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-29 | Atlas Copco Airpower N.V. | Method for controlling a compressor installation and compressor installation controlled in this manner |
| JP2001073956A (ja) * | 2000-07-31 | 2001-03-21 | Hitachi Ltd | インバータ駆動スクリュー圧縮機の運転方法 |
| WO2005038258A1 (en) * | 2003-10-22 | 2005-04-28 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | Water-injected screw-type compressor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2007140550A8 (en) | 2012-04-26 |
| CN101466952A (zh) | 2009-06-24 |
| CN101466952B (zh) | 2011-02-16 |
| US8360738B2 (en) | 2013-01-29 |
| EP2027392A1 (en) | 2009-02-25 |
| BRPI0712877A2 (pt) | 2012-11-06 |
| BRPI0712877B1 (pt) | 2019-07-02 |
| WO2007140550A1 (en) | 2007-12-13 |
| ES2559639T3 (es) | 2016-02-15 |
| US20100166571A1 (en) | 2010-07-01 |
| EP2027392B1 (en) | 2015-11-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BE1017162A3 (nl) | Inrichting voor het regelen van de werkdruk van een oliege njecteerde compressorinstallatie. | |
| BE1022403B1 (nl) | Werkwijze voor het sturen van een oliegeïnjecteerde compressorinrichting. | |
| BE1016814A3 (nl) | Inrichting ter voorkoming van de vorming van condensaat in samengeperst gas en compressorinstallatie voorzien van zulke inrichting. | |
| BE1024101B1 (nl) | Werkwijze voor het beschermen van een elektrische motor van een inrichting met een motorgedreven verbruiker met een continu capaciteitsregelsysteem en keuze van een motor hiervoor. | |
| JPH11294342A (ja) | コンプレッサ装置と、それに使用する制御装置 | |
| KR101448864B1 (ko) | 향상된 콤프레서 제어 | |
| JP2006523897A (ja) | 可変容量ポンプ用定バイパス流量調節器 | |
| CN102537328A (zh) | 电泵 | |
| BE1015079A4 (nl) | Compressor met drukontlasting. | |
| BE1022707B1 (nl) | Werkwijze en inrichting voor het regelen van de olietemperatuur van een oliegeïnjecteerde compressorinstallatie of vacuümpomp en klep toegepast in dergelijke inrichting | |
| RU2580574C1 (ru) | Компрессорное устройство и способ его регулирования | |
| JP2019510923A (ja) | クランクケース内の圧力の制御方法 | |
| US20130243611A1 (en) | Hydraulic fan drive for an internal combustion engine | |
| JP5506830B2 (ja) | スクリュー圧縮機 | |
| BE1026577B1 (nl) | Compressor of pomp voorzien van een sturing voor de regeling van een regelparameter en werkwijze voor de regeling daarbij toegepast | |
| BE1029818B1 (nl) | Luchtgekoelde inrichting en werkwijze voor het aansturen van een luchtgekoelde inrichting | |
| BE1026036B1 (nl) | Werkwijze voor het aansturen van een compressorinrichting en compressorinrichting | |
| CN111902631B (zh) | 气体压缩机 | |
| CN101563572B (zh) | 具有包含可调开口的吸入调节阀的制冷系统及其操作方法 | |
| BE1016953A3 (nl) | Verbeterde compressorinrichting. | |
| RU2712537C2 (ru) | Способ и система для очистки обводного регулирующего клапана турбокомпрессора | |
| BE1015717A3 (nl) | Verbeterde watergeinjecteerde schroefcompressor. | |
| BE1029158B1 (nl) | Mobiele olievrije meertraps compressorinrichting en werkwijze om dergelijke compressorinrichting aan te sturen | |
| JPH03225021A (ja) | ファン制御装置 | |
| JPH03225019A (ja) | ファン制御装置 |

