BRPI0617709B1

BRPI0617709B1 - dispositivo para prevenção da formação de condensado em um gás comprimido e unidade de compressor equipada com tal dispositivo

Info

Publication number: BRPI0617709B1
Application number: BRPI0617709A
Authority: BR
Inventors: Daniels Ivo; Maria Albert De Letter Tom
Original assignee: Atlas Copco Airpower Nv
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2018-05-08
Also published as: US8226378B2; BE1016814A3; ES2346243T3; EP1937977A1; EP1937977B1; ATE468489T1; BRPI0617709A2; DE602006014431D1; US20090252632A1; WO2007045052A1

Abstract

<b>dispositivo para prevençâo da formaçâo de condensado em um gas comprimido e unidade de compressor equipada com tal dispositivo <d>um dispositivo para prevenção da formação de condensado em um gás comprimido que vem de um elementocompressor (2) de óleo injetado, o qual é conectado a um separador de óleo (9), o qual é conectado ao elemento compressor (2) mencionado acima para a injeção de óleo por meio de um tubo de injeção (12), e por meio do que um resfriador (14) é provido no tubo de injeção (12) mencionado acima, o qual pode ser ligado por meio de um by-pass (21), caracterizado pelo fato de ser provido com uma válvula de mistura controlada (16) a qual é conectada ao tubo de injeção (12) mencionado acima e ao by-pass (21) mencionado acima, e com um dispositivo de controle (38) para controle da referida válvula de mistura (16) para o ajuste da temperatura de ar comprimido (tw) pelo ajuste dadistribuição de fluxo através da válvula de mistura (16).

Description

(54) Título: DISPOSITIVO PARA PREVENÇÃO DA FORMAÇÃO DE CONDENSADO EM UM GÁS COMPRIMIDO E UNIDADE DE COMPRESSOR EQUIPADA COM TAL DISPOSITIVO (51) Int.CI.: F04C 29/02; F04C 29/04 (30) Prioridade Unionista: 21/10/2005 BE 2005/0515 (73) Titular(es): ATLAS COPCO AIRPOWER, NAAMLOZE VENNOOTSCHAP (72) Inventor(es): IVO DANIELS; TOM MARIA ALBERT DE LETTER

3°ι

1/17

DISPOSITIVO PARA PREVENÇÃO DA FORMAÇÃO DE CONDENSADO EM UM GÁS COMPRIMIDO E UNIDADE DE COMPRESSOR EQUIPADA COM TAL

DISPOSITIVO

A presente invenção concerne a um dispositivo para prevenção da formação de condensado em gás comprimido.

Em particular, a presente invenção concerne a um dispositivo para prevenção da formação de condensado em gás comprimido vindo de um elemento compressor de óleo injetado o qual é provido com uma entrada de ar e uma saída de ar comprimido a qual é conectada a um separador de óleo o qual é conectado ao elemento compressor mencionado acima por meio de um tubo de injeção para a injeção de óleo e por meio do que um resfriador é provido no tubo de injeção acima o qual pode ser ligado por meio de um by-pass.

É conhecido que, pela compressão de ar, a umidade a qual está presente neste ar pode se condensar, conforme a pressão aumentar.

Com compressores de óleo injetado, tal como, por exemplo, compressores do tipo de fuso de óleo injetado, o óleo de lubrificação e resfriamento o qual é injetado no elemento compressor pode ser poluído por condensado, como resultado disso, o que resulta em características de operação deterioradas e em um desgaste prematuro das partes diferentes do sistema de resfriamento e do sistema de compressor.

De modo a se evitar a formação de condensado, a temperatura do ar comprimido deve ser forçada acima de seu ponto de orvalho.

Contudo, deve-se ter em mente que, de modo a preservar as qualidades do óleo de resfriamento e lubrificação, o

2/17 aumento de temperatura admissível é restrito, uma vez que temperaturas altas demais podem degradar o oleo.

A Patente U.S. N° 4.431.390 descreve um dispositivo do tipo mencionado acima, o qual faz uso do referido princípio, e por meio do que uma válvula acionada de forma pneumática é provida no by-pass mencionado acima, o qual pode ser comutado em uma posição aberta e uma fechada com base em medições periódicas da umidade relativa, da temperatura ambiente, da pressão do sistema e da temperatura do sistema.

Um dispositivo conhecido como esse é desvantajoso pelo fato de não permitir um ajuste contínuo da temperatura de ar comprimido, uma vez que ele pode comutar apenas o resfriador para ligado ou desligado.

Uma outra desvantagem de um dispositivo conhecido como esse é que ele não permite reagir rapidamente a variações súbitas de carga no elemento compressor, as quais levam a variações súbitas na temperatura de ar comprimido e na pressão de ar comprimido, de modo que picos de temperatura e ponto de orvalho podem ocorrer no ar comprimido suprido, no caso de variações rápidas de carga.

A presente invenção tem por objetivo remediar uma ou várias das desvantagens mencionadas acima e outras.

Para esta finalidade, a presente invenção concerne a um dispositivo para prevenção da formação de condensado em um gás comprimido que vem de um elemento compressor de óleo inj etado, o qual é provido com uma entrada de ar e uma saída de ar comprimido, a qual é conectada a um separador de óleo, o qual é conectado ao elemento compressor mencionado acima para a injeção de óleo por meio de um tubo

3/17 de injeção, e por meio do que um resfriador é provido no tubo de inj eção mencionado acima, o qual pode ser ligado por meio de um by-pass, caracterizado pelo fato de ser provido com uma válvula de mistura controlada com uma entrada e duas saídas, por meio do que esta válvula de mistura é conectada ao tubo de injeção mencionado acima com sua entrada e uma saída mencionada acima e é conectada ao by-pass mencionado acima com uma outra saída, e também é provido com um dispositivo de controle e meios de medição conectados a ele para controle da referida válvula de mistura para o ajuste da temperatura de ar comprimido pelo ajuste da distribuição de fluxo através da válvula de mistura, os referidos meios de medição compreendendo um meio para a determinação da temperatura ambiente, um meio para a determinação da pressão atmosférica e/ou um meio para a determinação da umidade relativa, e o referido dispositivo de controle sendo provido com um algoritmo de controle o qual calcula a temperatura de ar comprimido mais baixa possível com base nos resultados de medição vindo de um ou vários dos meios de medição e envia um sinal com base nos mesmos para a referida válvula de mistura, de modo a restringir a degradação do óleo e evitar a formação de condensado no gás comprimido.

Uma vantagem de um dispositivo como esse de acordo com a invenção é que a temperatura do óleo de lubrificação e resfriamento pode ser regulada para qualquer valor desejado pelo ajuste da distribuição de fluxo do referido óleo através do resfriador e através do by-pass, de modo que, indiretamente, também a temperatura do gás comprimido possa ser mantida constantemente acima de seu ponto de orvalho.

4/17

O dispositivo de controle mencionado acima assim pode reagir a qualquer situação que seja pela regulagem da temperatura do óleo e, consequentemente, também da temperatura de ar comprimido para um valor requerido.

Uma outra vantagem de um dispositivo como esse de acordo com a invenção é que ele é capaz de reagir a variações súbitas do elemento compressor pelo controle da válvula de mistura mencionada acima de uma maneira apropriada.

A presente invenção também concerne a uma unidade de compressor com um elemento compressor de óleo injetado, cuja unidade de compressor é provida com um dispositivo, conforme descrito acima, para se evitar a formação de condensado no gás comprimido vindo do elemento compressor mencionado acima.

De modo a explicar melhor as características da presente invenção, a modalidade preferida a seguir de um dispositivo de acordo com a invenção para se evitar a formação de condensado em gás comprimido é dada como um exemplo apenas, sem ser limitativa de qualquer forma, com referência aos desenhos associados, nos quais:

a figura 1 representa esquematicamente um compressor do tipo de fuso de óleo injetado, o qual é provido com um dispositivo de acordo com a invenção;

a figura 2 representa um esquema de controle do trabalho de um dispositivo, conforme aplicado à figura 1.

A Figura 1 representa uma unidade de compressor 1, a qual neste caso é feita no formato de um compressor do tipo de fuso de óleo injetado, e o qual é provido com um elemento compressor 2, o qual neste caso é acionado por um λ<3

5/17 motor térmico 3 e o qual é provido com uma entrada de ar 4 para aspirar um gás a ser comprimido através de um filtro de ar 5, e com uma saída de ar comprimido 6, a qual se abre para um tubo 8 através de uma válvula de retenção Ί, a qual é conectada a um separador de óleo 9 de um tipo conhecido.

Através de uma linha de ar comprimido 10, a qual é conectada ao separador de óleo 9 mencionado acima através de uma válvula de pressão mínima 11, o gás comprimido a uma certa pressão de trabalho p_w pode ser retirado por usuários de ar comprimido, tal como, por exemplo, para a alimentação de uma rede de ar comprimido ou similar.

separador de óleo 9 mencionado acima é conectado ao elemento compressor 2 mencionado acima por meio de um tubo de inj eção 12, em particular, por uma válvula de inj eção 13, a qual é provida neste elemento compressor 2.

No tubo de injeção 12 mencionado acima é provido um resfriador 14, o qual, neste caso, mas não necessariamente, é feito no formato de um trocador de calor resfriado a ar.

Oposto ao resfriador 14 mencionado acima neste caso é provido um ventilador 15, o qual é acionado pelo motor térmico 3 mencionado acima.

De acordo com a invenção, a unidade de compressor 1 é provida com um dispositivo para se evitar a formação de condensado no gás comprimido, cujo dispositivo é provido com uma válvula de mistura 16, a qual neste caso é feita como uma válvula de mistura de 3 vias controlada com uma entrada 17, duas saídas 18 e 19 e um atuador elétrico 20 e a qual é conectada ao tubo de injeção 12 mencionado acima com sua entrada 17 e com uma saída 18, em particular â primeira parte 12A deste tubo de injeção 12, a qual se

6/17 estende entre o separador de óleo 9 e o resfriador 14.

A segunda saída 19 da válvula de mistura 16 mencionada acima é conectada a uma primeira extremidade distante de um by-pass 21 o qual é conectado ao tubo de injeção 12 com sua outra extremidade distante, em particular a uma segunda parte 12B deste tubo de inj eção 12, que se estende entre o resfriador 14 e o elemento compressor 2, de modo que o resfriador 14 mencionado acima possa ser ligado.

Na primeira parte 12A do tubo de injeção 12 mencionado acima, é provida uma válvula de by-pass termostática 22 de um tipo conhecido entre o separador de óleo 9 e a válvula de mistura 16, a qual pode fazer a ligação do resfriador 14 mencionado acima, conforme ele for conectado à segunda parte 12B mencionada acima do tubo de injeção 12.

Neste caso, um filtro de óleo 23 é provido na segunda parte 12B mencionada acima do tubo de inj eção, o qual, se necessário, pode ser integrado no mesmo aloj amento que a válvula de by-pass termostática 22 mencionada acima na primeira parte 12A do tubo de injeção 12.

Em uma modalidade preferida, a unidade de compressor 1 também é provida com um dispositivo de controle de fluxo o qual consiste, principalmente, em uma válvula de entrada controlada por ar comprimido 24, a qual é provida na entrada de ar 4 do elemento compressor 2 e a qual é construída da maneira conhecida como um aloj amento 25 no qual um elemento de válvula 26 pode ser deslocado entre uma posição aberta, na qual a abertura de entrada para a aspiração de gás é máxima, e uma posição fechada, na qual a abertura de entrada está inteiramente fechada.

O elemento de válvula 26 mencionado acima é fechado em (Μ 5

7/17 um lado, em particular no lado oposto à entrada 27 da válvula de entrada 24, de modo a formar uma câmara de pressão 28.

O dispositivo de controle de fluxo é provido, adicionalmente, com uma válvula de controle 2 9 com uma entrada 30 a qual é conectada ao separador de óleo 9 mencionado acima através de uma primeira linha de controle 31, por meio do que uma pressão de controle p_r é suprida para uma saída 32 pela referida válvula de controle 29, a qual é uma função da pressão de trabalho p_w em sua entrada 30.

Tipicamente, conforme é conhecido, assim que a pressão de trabalho p_w tiver excedido a um valor de limite préregulado, uma pressão de controle p_r será acumulada na saída 32 da válvula de controle 29, a qual sobe, por exemplo, em proporção com uma pressão de trabalho p_wsubindo.

A saída 32 da válvula de controle 29 é conectada à câmara de pressão mencionada acima da válvula de entrada 24 através de uma segunda linha de controle 33.

Na primeira linha de controle 31 mencionada acima neste caso é conectado um by-pass 34, o qual é conectado à segunda linha de controle 33 mencionada acima através de uma válvula de carga 35.

Esta válvula de carga 35 preferencialmente é feita no formato de uma válvula normalmente fechada, a qual pode ser aberta ou fechada de forma eletromagnética, dependendo de uma voltagem ser ou não aplicada aos terminais de conexão da referida válvula de carga 35.

Na primeira linha de controle 31 mencionada acima é

8/17 conectado um outro tubo 36 que se abre para o alojamento 25 da válvula de entrada 24 através de uma válvula de exaustão 3 7, de modo que, quando esta válvula de entrada 24 for fechada, a válvula de exaustão 37 seja aberta pelo elemento de válvula 26, ao passo que esta válvula de exaustão 37 é fechada pela pressão de trabalho p_w na posição aberta da válvula de entrada 24.

De acordo com uma característica preferida, a qual não é representada nas figuras, a saída 32 da válvula de controle 29 é conectada a um sensor de pressão através de uma linha de controle a qual pode transformar a pressão de controle p_r em um sinal elétrico o qual é enviado para um controle de velocidade eletrônico para ajuste da velocidade de rotação n do motor térmico 3.

dispositivo de acordo com a invenção para evitar a formação de condensado é adicionalmente provido também com um dispositivo de controle 38 no qual o atuador elétrico 20 mencionado acima da válvula de mistura 16 é conectado e ao qual meios de medição são conectados também.

Os meios de medição mencionados acima são providos, neste caso, embora não de uma forma limitativa, com um sensor de temperatura 39 e um sensor de pressão 40, para a determinação da temperatura de ar comprimido T_w, e a pressão de trabalho p_w, respectivamente, cujos sensores 39 e 40 preferencialmente são providos no tubo 8 entre o elemento compressor 2 e o separador de óleo 9.

Os meios de medição mencionados acima neste caso também compreendem um sensor de pressão 41 para a determinação da pressão de controle p_r, cuj o sensor 41 é provido na segunda linha de controle 33.

bb

9/17

Ainda, em uma modalidade preferida, os meios de medição mencionados acima também compreendem um meio 42 para a determinação da temperatura ambiente T_amb, um meio 43 para a determinação da pressão atmosférica patm, θ um meio 44 para a determinação da umidade relativa Rha. Cada um destes meios de medição adicionais 42 a 44 pode ser colocado, por exemplo, no exterior da unidade de compressor

1.

É calor que a presente invenção não está restrita à presença de todos os meios de medição 39 a 44, mas que pode estar restrita a apenas parte destes meios de medição.

O funcionamento de um dispositivo de acordo com a invenção para evitar a formação de condensado em um gás comprimido é muito simples e conforme se segue.

Conforme é conhecido, o elemento de válvula 26 está normalmente em sua posição fechada, quando a unidade de compressor l tem a partida dada, uma vez que, se a condensado fosse parada durante um uso precedente, a pressão de trabalho p_w do separador de óleo 9 teria sido guiada para a câmara de pressão 28 através do by-pass 34, de modo que o elemento de válvula 2 6 fosse fechado nesta pressão de trabalho p_w.

Quando o motor térmico 3 tem a partida dada com o elemento de válvula 26 na posição fechada, de modo a se acionar o elemento compressor 2, uma subpressão p₀ é criada na entrada de ar 4 do elemento compressor em relação à pressão atmosférica p_atm·

Devido à diferença entre a pressão atmosférica p_atm θ a pressão p₀, o elemento de válvula 26 tende a se mover para a posição aberta, o que é desvantajoso quando da partida da

10/17 unidade de compressor 1, uma vez que com uma entrada aberta um torque muito maior é requerido para a partida da unidade de compressor 1.

De modo a evitar isto, a válvula de carga 35 no bypass 34 é aberta, conforme é conhecido, por meio de um sinal elétrico, de modo que a pressão de trabalho p_w, a qual é acumulada pela unidade de compressor 1, seja guiada para a câmara de pressão 28 atrás do elemento de válvula 26 através da segunda linha de controle 33.

Esta pressão de trabalho p_w, a qual é guiada para a câmara de pressão 28 atrás do elemento de válvula 26, proverá a contrapressão necessária de modo a compensar a força exercida sobre o elemento de válvula 26, como resultado da diferença de pressão p_atm - Po · de modo que o elemento de válvula 26 fique fechado durante a partida e o elemento compressor 2 seja regulado para uma certa velocidade de rotação mínima, graças à pressão de controle na linha de controle 33 e na câmara de pressão 28. O compressor agora está funcionando sem carga.

compressor pode ser carregado pelo envio de um sinal elétrico para a válvula de carga 35, a qual então ê fechada, como resultado do que a pressão na câmara de pressão 28 da válvula de entrada 24 cai para praticamente a pressão atmosférica patm através de uma abertura de sopro estrangulada a qual não é representada nas figuras, de modo que a força exercida sobre o elemento de válvula 26 como resultado da subpressão p₀ mencionada acima na entrada no fundo do elemento de válvula 26 não seja mais compensada, e o elemento de válvula 26 então se deslocará para a posição aberta.

11/17

Quando a válvula de entrada 24 está sendo aberta, a pressão p₀ atrás do elemento de válvula 26 sobe até que, quando a entrada de ar 4 estiver inteiramente aberta, a pressão atmosférica p_atm prevaleça ali também.

De modo a se fazer com _s que a temperatura do óleo de resfriamento e lubrificação, o qual é injetado no elemento compressor 2, suba rapidamente para um certo valor nominal, quando da partida da unidade de compressor 1, é feito uso, conforme é conhecido, da válvula de by-pass termostática 22 mencionada acima, a qual preferencialmente é regulada a um valor entre 40 °C e 70 °C, e a qual se ligará ao resfriador 14, no caso de uma partida a frio da unidade de compressor 1 ou em um ambiente frio, tal como, por exemplo, durante o inverno.

Com as funcionalidades adicionais necessárias no dispositivo de controle 38, esta função também pode ser assumida pela válvula de mistura 19 da presente invenção.

Para esta finalidade, a válvula de mistura 16 também pode ser usada como uma válvula de by-pass termostática para ligação com o resfriador 14, para cuja finalidade o dispositivo de controle 38 pode ser provido com um algoritmo o qual controla a válvula de mistura 16, de maneira tal que o fluxo inteiro da entrada 17 seja enviado através do by-pass 21, desde que a temperatura do óleo permaneça sob um valor pré-regulado.

Enquanto a unidade de compressor 1 está operacional, o motor térmico 3 aciona o elemento compressor 2, de modo que ar atmosférico úmido seja aspirado através da válvula de entrada 24 através do filtro de ar 5.

De modo a se descarregar o calor de compressão no

6Ό

12/17 elemento compressor 2, um ar resfriado vindo do resfriador 14 é suprido através do tubo de injeção 12 e da válvula de injeção 13.

O ar e o óleo de lubrificação e resfriamento injetado são misturados no elemento compressor 2, de modo que uma mistura do gás comprimido e do óleo seja guiada para o separador de óleo 9, onde o óleo é separado do ar comprimido da maneira conhecida, sob a influência de forças centrífugas.

O ar comprimido purificado pode ser retirado, então, para uso em todos os tipos de aplicações de ar comprimido com a válvula de pressão mínima 11 mencionada acima e a linha de ar comprimido 10.

O óleo, o qual é recuperado a partir do ar comprimido no separador de óleo 9 é coletado no fundo deste separador de óleo 9 e pressionado para o resfriador 14, através do tubo de injeção 12, pela pressão p_w prevalecendo neste separador de óleo 9, onde o óleo é resfriado por meio do ventilador 15, o qual neste caso é acionado pelo motor térmico 3.

Quando a carga do elemento compressor 2 muda, por exemplo, devido a uma tomada de ar comprimido variável, também a pressão de trabalho p_w no separador de óleo 9 mudará.

A válvula de controle 29 transforma estas alterações da pressão de trabalho p_w em uma pressão de controle p_r, como resultado do que a posição do elemento de válvula 26 na válvula de entrada 24, bem como a velocidade do motor 3, são controladas de maneira conhecida, de modo a se ajustar o ponto de trabalho da unidade de compressor 1 para a nova

5Δ

13/17 condição de carga.

De modo a garantir que, para toda condição de carga, a temperatura do ar comprimido esteja situada acima do ponto de orvalho, a válvula de mistura 16 é continuamente ajustada pelo dispositivo de controle 38 com base em medições dos meios de medição mencionados acima 39 a 44.

A Figura 2 é uma representação esquemãtica do algoritmo de controle do referido dispositivo de controle 38, cuj o algoritmo de controle garante que um método seja seguido, o qual torna possível responder muito rapidamente a variações de carga na unidade de compressor 1.

Os dados de entrada I, os quais são introduzidos no dispositivo de controle 38 são todos derivados de medições pelos meios de medição mencionados acima 3 9 a 44, e eles estão agrupados à esquerda no esquema da figura 2.

Os dados de entrada I neste caso consistem, conforme descrito acima, em uma medição 139 da temperatura de ar comprimido T_w, uma medição 140 da pressão de trabalho p_w, uma medição 142 da temperatura ambiente T_amb, uma medição 143 da pressão atmosférica p_atm, uma medição 144 da umidade relativa e, se requerido, uma medição 141 da pressão de controle p_r.

Com base nas medições 140, 142, 143 e 144, o ponto de orvalho do ar comprimido é calculado em uma primeira etapa 145 do algoritmo de controle.

É claro, contudo, que os parâmetros ambientes e, em particular, a temperatura ambiente T_amb, a pressão atmosférica p_atm e a umidade relativa não devem necessariamente ser providos pelos meios de medição 42, 43 e 44 providos para essa finalidade, mas que eles também sa.

14/17 podem ser introduzidos de antemão por um usuário, por exemplo, na forma de limites ou valores médios, e podem ser armazenados em uma memória do dispositivo de controle 38 mencionado acima.

Se necessário, o ponto de orvalho pode ser aproximadamente calculado com base na medição 140 da pressão de ar comprimido p_w, e com base em valores pré regulados mencionados acima da temperatura ambiente T_amb/ da pressão atmosférica p_atm e da umidade relativa.

Neste caso, a unidade de compressor 1 deve ser provida apenas com os meios de medição 40, mas não com os meios de medição 42, 43 e 44.

É claro que também meramente alguns dos parâmetros ambientais mencionados acima podem ser medidos, ao passo que outros parâmetros são introduzidos por um usuário.

Finalmente, também é possível de acordo com a invenção armazenar um valor de guia em uma memória do dispositivo de controle 38, e prover os meios de medição 142, 143 e 144 também, de modo que, no caso de um mau funcionamento de um dos meios de medição, ainda seja possível calcular o ponto de orvalho com base no valor de guia mencionado acima.

De modo a compensar erros de medição dos meios de medição 40, 42, 43 e 44, um fator de correção 146 é adicionado seguindo-se à primeira etapa mencionada acima 145, de modo que uma temperatura de ar mínima admitida 147 seja obtida, a qual é levada em consideração em conjunto com a temperatura de óleo máxima admitida 148, conforme o algoritmo continuar.

A temperatura de óleo máxima admitida 148 mencionada acima é um valor constante, o qual depende da composição

15/17 específica do óleo de resfriamento e lubrificação o qual é injetado no elemento compressor 2.

A temperatura de ar mínima admitida calculada 147 então é comparada com a temperatura de ar comprimido T_wmedida na etapa 139, e a diferença entre estes valores 139 e 147 então é introduzida em um algoritmo de controle 149, de modo a se formar um sinal A.

Com base em uma medição contínua 141 da pressão de controle p_r, um sinal B ê calculado na etapa 150 pela diferenciação da pressão de controle p_r como uma função do tempo, e pela multiplicação do resultado por um fator constante.

Na etapa 151, o sinal B mencionado acima é comparado com um gradiente de carga mínimo regulado constante 152.

Se o valor do sinal B exceder ao valor 152, então, o valor de saída desta etapa 151 será igualado ao sinal B. Contudo, se este valor de sinal B parecer ser menor do que o valor regulado 152, então, o valor de saída serã igualado ao sinal A.

O valor de saída da etapa 151 é aplicado a um gerador de sinal 153, o qual produz um sinal de controle apropriado, o qual serve como o valor de saída 0 do dispositivo de controle 38 e o qual é aplicado ao atuador elétrico 20 da válvula de mistura 16 de modo a se ajustar a distribuição de fluxo do óleo de lubrificação e resfriamento através desta válvula de mistura 16, e para assim ajustar a temperatura de ar comprimido de acordo com a condição de carga e as condições ambientais da unidade de compressor 1.

Graças a este método específico, variações rápidas de

5^1

16/17 carga podem sempre ser compensadas, o que não é possível sem quaisquer excessos ou insuficiências, se apenas um algoritmo de controle 149 for usado.

No caso de um excesso, o óleo não seria suficientemente resfriado, como resultado do que sua temperatura poderia subir acima do valor máximo admitido e a unidade de compressor 1 poderia falhar.

No caso de uma insuficiência, o óleo de resfriamento e lubrificação é resfriado demais, como resultado do que a temperatura de ar comprimido T_w pode cair temporariamente abaixo do ponto de orvalho e uma condensação pode ocorrer, como resultado do que água pode terminar no óleo.

De acordo com a invenção, a medição 141 da pressão de controle p_r pode ser substituída por uma medição da pressão de trabalho p_w, se necessário. Naturalmente, ambos os valores de pressão p_r e p_w podem ser levados em consideração.

Uma vez que o dispositivo de acordo com a invenção leva em consideração todos os parâmetros requeridos, ele aj ustará a temperatura de ar comprimido apenas quando necessário, em oposição aos dispositivos existentes. Sob todas as circunstâncias, a temperatura do óleo de resfriamento e de lubrificação sempre será mantida tão baixa quanto possível, de modo a desacelerar uma degradação de óleo, mas ainda alta o bastante para evitar uma condensação.

Como o dispositivo conforme representado nas figuras leva em consideração a pressão atmosférica p_atm/ a formação de condensação no ar comprimido também pode ser contrabalançada a alturas muito grandes, onde a pressão

3.Ί/1Ί atmosférica é consideravelmente mais baixa do que ao nível do mar.

É claro que a invenção também se aplica a qualquer gãs comprimido que seja e, assim, a invenção não esta limitada a ar comprimido.

A presente invenção não é para ser restrita de forma alguma âs modalidades dadas como um exemplo e representadas nos desenhos associados; ao contrario, um dispositivo como esse de acordo com a invenção para prevenção da formação de condensado em gãs comprimido pode ser feito de todos os tipos de formatos e dimensões enquanto ainda permanece no escopo da invenção.

1/4

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para prevenção da formação de condensado em um gãs comprimido que vem de um elemento compressor (2) de óleo injetado, o qual é provido com uma entrada de ar (4) e uma saída de ar comprimido (6), a qual é conectada a um separador de õleo (9) , o qual é conectado ao elemento compressor (2) mencionado acima para a injeção de óleo por meio de um tubo de injeção (12) , e por meio do que um resfriador (14) é provido no tubo de injeção (12) mencionado acima, o qual pode ser ligado por meio de um bypass (21) , caracterizado pelo fato de ser provido com uma válvula de mistura controlada (16) com uma entrada (17) e duas saídas (18 e 19) , por meio do que esta válvula de mistura (16) é conectada ao tubo de injeção (12) mencionado acima com sua entrada (17) e uma saída (18) mencionada acima e é conectada ao by-pass (21) mencionado acima com uma outra saída (18), e também é provido com um dispositivo de controle (38) e meios de medição conectados a ele para controle da referida válvula de mistura (16) para o ajuste da temperatura de ar comprimido (Tw) pelo ajuste da distribuição de fluxo através da válvula de mistura (16) , os referidos meios de medição compreendendo um meio (42) para a determinação da temperatura ambiente (Tamb), um meio (43) para a determinação da pressão atmosférica (Patm) e/ou um meio (44) para a determinação da umidade relativa, e o referido dispositivo de controle (38) sendo provido com um algoritmo de controle o qual calcula a temperatura de ar comprimido mais baixa possível com base nos resultados de medição vindo de um ou vários dos meios de medição e envia um sinal (O) com base nos mesmos para a referida válvula de

SH
2/4 mistura (16) , de modo a restringir a degradação do óleo e evitar a formação de condensado no gás comprimido.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos meios de medição mencionados acima serem providos com um meio (39) para a determinação da temperatura de ar comprimido (T_w) no separador de óleo (9) menc ionado ac ima.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato dos meios de medição mencionados acima serem providos com um meio (40) para a determinação da pressão de ar comprimido (p„) .
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato dos meios de medição mencionados acima serem providos com um meio (41) para a determinação de uma pressão de controle (p_r) o qual é regulado por uma válvula de controle (29) a qual é conectada ao separador de óleo (9) e a qual é conectada com sua saída a uma válvula de entrada controlada por ar comprimido (24) a qual é conectada à entrada de ar (4) mencionada acima do elemento compressor (2).
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato da válvula de mistura (16) mencionada acima ser provida com um atuador elétrico (20), o qual é conectado ao dispositivo de controle (38) mencionado acima.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do algoritmo de controle mencionado acima ser feito de modo que a velocidade das variações de carga no elemento compressor (2) seja levada em consideração pela medição contínua da pressão de ar

5Β

3/4 comprimido (p„) suprida e/ou por uma pressão de controle (Pr) , a qual é uma função da pressão de ar comprimido (p_w) mencionada acima.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do algoritmo de controle mencionado acima ser feito de modo que, com base em uma medição contínua (141) da pressão de controle (p_r) mencionada acima ou da pressão de ar comprimido (p_w) mencionada acima, seja determinado um sinal (B) , o qual é uma medida para o gradiente de carga, e que este valor de sinal (B) seja comparado com um gradiente de carga mínimo pré-regulado (152), e por meio do que, se este valor de sinal calculado (B) exceder ao gradiente de carga mínimo pré-regulado (152) mencionado acima, este valor de sinal (B) é usado para controlar a valvula de mistura (16), e se este valor de sinal (B) for inferior ao gradiente de carga minimo acima mencionado (152), um segundo sinal calculado (A) é usado para o controle da válvula de mistura (16).
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato do algoritmo de controle mencionado acima ser feito de modo que o segundo sinal calculado (A) mencionado acima seja o valor de saída de um algoritmo de controle (149), cujo valor de entrada totaliza a diferença entre a temperatura de ar comprimido medida (T_w) e uma temperatura de ar mínima admitida calculada (147).
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do algoritmo de controle mencionado acima ser feito de modo que a temperatura de ar mínima calculada mencionada acima seja calculada com base em uma medição (14 0) da pressão de ar comprimido (p_w) e com base

4/4 em valores pré-regulados ou não para a temperatura ambiente (T_amb) , a pressão atmosférica (P_atm) e a umidade relativa do ar aspirado pelo elemento compressor (2).
10. Dispositivo, de acordo com uma ou várias das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato da válvula de mistura (16) também ser usada como uma válvula de by-pass termostática para a ligação do resfriador (14), para cuja finalidade o dispositivo de controle (38) é provido com um algoritmo o qual controla a válvula de mistura (16), de maneira tal que o fluxo inteiro na entrada (17) seja controlado pelo by-pass (21) , desde que a temperatura do óleo permaneça abaixo de um valor préregulado.
11. Dispositivo, de acordo com uma ou várias das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato do dispositivo de controle (38) mencionado acima ser provido com uma memória para o armazenamento de limites ou valores médios os quais tornam possível calcular o ponto de orvalho do ar comprimido suprido pelo elemento compressor (2) como uma função de uma ou várias medições (14 0, 142, 143 e/ou 144) dos meios de medição mencionados acima.
12. Unidade de compressor com um elemento compressor de óleo injetado (2), caracterizada pelo fato de esta unidade de compressor (1) ser provida com um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, f

6, 7, 8, 9, 10 ou 11 para prevenção da formação de condensado no gás comprimido vindo a partir do elemento compressor (2) mencionado acima.

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