多抽吸往復壓縮機的抽吸閥的不正確打開的檢測方法與流程

2023-11-11 13:40:27 2

本發明涉及一種雙抽吸往復壓縮機的抽吸閥的不正確打開檢測方法，特別是布置在雙抽吸往復壓縮機的頭部裝置上的簧片閥型半控制閥的不正確打開檢測方法。

總的來說，本發明的核心在於：在不增加傳感器或等同設備的情況下，通過在移動往復壓縮機的壓縮元件的電氣發動機上觀察到的物理和/或電參數來實時地檢驗抽吸閥的不正確打開。

背景技術：

正如本領域專家所知的，往復壓縮機包括由電氣發動機、壓縮機構和至少一個電子中心構成的基本電機裝置，整個電機裝置布置在密封殼體內。通常，壓縮機構基本上集成有活塞、氣缸和頭部。

活塞通過一定的方式機械地聯接至電氣發動機，其中這種聯接方式能夠將電氣發動機的旋轉運動轉換成活塞的線性往復運動。氣缸包括活塞在其中往復運動的環境。頭部包括控制工作流體流動的機械裝置。

概括地說，往復壓縮機的頭部包括至少一個排出埠和至少一個抽吸埠、以及至少一個排出閥和一個抽吸閥。正如已知的，閥的主要功能涉及對流入各埠之一的流體流動進行控制，因而抽吸閥控制允許通過抽吸埠進入氣缸內的流體流動，排出閥控制通過排出埠流出氣缸的流體流動。因而，應當注意到，除了其它特徵之外，往復壓縮機的效率通過壓縮機構頭部的閥正確行使功能來進行調節。

不同位置檢查或往復壓縮機閥的不正確打開的系統和/或方法是本領域專家熟知的。通常，這些系統和/或方法旨在檢查閥是否按預期起作用，即在需要密封時閥是否密封了其埠，或者在需要流體流動時閥是否接通了其埠。

很顯然，用於檢查往復壓縮機閥的完整性的已知系統和/或方法的特定特徵涉及需要檢查其完整性的閥構造。在簧片閥(即，設置在埠上方或下方以便根據流體流動方式密封或接通埠的金屬葉片)的情況下，例如，如在本申請人於2013年2月15日提交的文獻BR1020130035599中所述，提供了一種檢查往復壓縮機閥的操作狀態的系統和方法。所述文獻BR1020130035599中所述的系統和方法需要使用至少一個感應部件、至少一個傳感器和至少一個數據處理核心。因而，能夠感應電磁場(電磁場的強度根據與金屬閥的相對接近性而變化)的感應部件能夠成比例地或逐步地刺激傳感器，信號通過直接與閥的打開或閉合成比例的傳感器獲得。雖然所述文獻BR1020130035599中所述的系統和方法是功能性的，但是應當注意到必須使用專用的附加元件，這會增大往復壓縮機的生產成本。

另一方面，2002年10月15日提交的文獻JP04123893描述了一種螺旋壓縮機，所述螺旋壓縮機通過檢查其閥中的一個閥的確定運動而預測其電氣發動機的電流的自動中斷，其中通過發動機的電流改變而獲得所述閥的運動信息(或瞬時定位)。通常，該文獻中描述的系統具有的功能是在閥產生的故障模式中關閉壓縮機的發動機。

而且，2003年2月17日提交的文獻JP04175912描述了一種汽車空調系統壓縮機的控制方法，所述控制方法能夠通過壓縮機發動機上的相對於電動勢(electromotive)的功率幅度來檢查排氣循環中的可能異常之處。特別地，通過在發動機關閉期間監視由發動機電功率(頻率轉換器)產生的響應電路的電壓終端可以知道相對於電動勢的功率改變，相對於電動勢的所述功率由壓縮機排出閥的異常情況而產生。

基於這種情況，產生了本發明。

發明目的

因而，本發明的基本目的是披露一種能夠在雙抽吸或多抽吸往復壓縮機中的低壓抽吸循環期間實時檢測高壓閥的不正確打開的簡單功能性方法，如2010年4月4日提交的文獻BRPI10013598和2014年3月26日提交的文獻BR1020140072594中所示的。

這樣，本發明的目的是使用與壓縮機的電氣發動機扭矩有關的參數相關的數據作為檢測抽吸閥的可能不正確打開的主要信息。

相應地，本發明的另一目的是在不使用附加部件的情況下實施閥的不正確打開檢測方法。

技術實現要素：

通過多抽吸往復壓縮機的抽吸閥的不正確打開檢測方法完全實現了前述目的。

根據本發明，其中應用本方法的所述壓縮機包括至少一個壓縮機構，所述壓縮機構包括至少一個壓縮氣缸、能夠在氣缸內實施往複線性運動的至少一個活塞、以及流體地聯接至壓縮氣缸的至少一個「閥-埠」裝置，所述「閥-埠」裝置集成有至少一個抽吸埠、與其相應的抽吸埠協作的至少一個致動抽吸閥、以及能夠選擇性地與抽吸閥相互作用的至少一個電磁場發生器元件。而且，很顯然，還可以預見與所述活塞協作的至少一個電氣發動機、至少一個電子處理中心、和能夠測量與所述電氣發動機的轉矩成比例的至少一個變量的至少一個傳感器。

由於電子處理中心利用能夠測量與所述電氣發動機的轉矩成比例的至少一個變量的傳感器而監測與所述電氣發動機的轉矩成比例的至少一個變量，通過在電場發生器元件的通電期間檢測與所述電氣發動機的轉矩成比例的所述變量的至少一個峰值，進行抽吸閥的不正確打開檢測，抽吸閥的不正確打開檢測方法自身脫穎而出。

附圖說明

圖1A和1B示出了雙抽吸或多抽吸往復壓縮機的壓縮機構的一部分的僅概念性的示例；以及

圖2示出了高壓抽吸閥的狀態與雙抽吸和多抽吸往復壓縮機的發動機電流之間的關係圖。

具體實施方式

如圖1A所示，根據文獻BRPI1001359，現有技術包括雙抽吸或多抽吸壓縮機，在所述壓縮機中包括能夠利用具有不同壓力的至少兩條抽吸管路中的一條抽吸管路排他地操作的單一壓縮機構。

因而，這種壓縮機構包括至少兩個抽吸裝置和至少一個排出裝置，每個抽吸裝置均集成有與相應的抽吸埠協作的致動抽吸閥。

在文獻BRPI1001359的情況中，兩個抽吸裝置設置在屬於壓縮機構的單一板閥中。在文獻BR102014007259的情況中，兩個抽吸裝置設置在壓縮機構的不同部件中，如圖1B中所示，其中一個抽吸裝置設置在往復壓縮機的壓縮氣缸上，而另一抽吸裝置設置在往復壓縮機的板閥上。

獨立於所謂的抽吸裝置的物理位置，應當注意到，抽吸裝置中的一個抽吸裝置也集成有能夠幫助和/或阻止抽吸閥操作狀態切換的電磁場發生器元件，以允許所述抽吸閥(由電磁場發生器元件)電動地致動和/或(由壓縮腔的壓差)自動地致動。

其中抽吸裝置不具有任何類型的電磁場發生器元件的閥通常稱為自動閥(或者「低壓閥(low valve)」)，畢竟，自動閥的操作狀態僅僅根據壓縮腔的壓差而改變。其中抽吸裝置集成有電場發生器元件(電線圈)的閥通常稱為半控制閥(或「高壓閥(high valve)」)，決定性地說，半控制閥的操作狀態自動和/或受控地改變。

基於功能性觀點，根據文獻BRPI1001359和BR1020140072594中的詳細描述，應當注意到，「低壓閥」和「高壓閥」排他地操作，即，它們不同時操作。

因而，當需要選擇(使用)「高壓閥」時，不僅僅是致動電場發生器元件而已。在這種情況下，抽吸管路自身的壓力(高壓)維持「高壓閥」打開並且此外還維持「低壓閥」關閉。

另一方面，當需要選擇(使用)「低壓閥」時，僅僅按下電磁場發生器元件。在這種情況下，由電磁場發生器元件產生的磁場使得「高壓閥」被吸引而堵塞其抽吸埠且堵塞其抽吸管路(高壓)，並且允許另一抽吸管路(低壓)保持「低壓閥」相對於其抽吸埠打開。

然而，「高壓閥」的抽吸管路的壓力(高壓)可能大於由電磁場發生器元件產生的吸引強度。在這種情況下，存在的可能情況是(當期望僅僅使用「低壓閥」時)在低壓抽吸循環期間打開「高壓閥」。

因「高壓閥」的不正確打開引起的問題或故障除了損壞雙抽吸或多抽吸構思之外，還對壓縮機效率極度有害，畢竟，「高壓閥」的不正確打開不適當地中斷了「低壓閥」的操作。

因而，考慮到檢查「高壓閥」的不正確打開的重要性，提供了本發明的方法，本發明的目的是檢測多部件往復壓縮機的抽吸閥的不正確打開。

預先地，保持清楚的是，本方法專用於集成有壓縮機構的往復壓縮機，所述壓縮機構基本上包括壓縮氣缸、能夠在氣缸內進行往複線性運動的活塞、以及與壓縮氣缸流體相連的至少一個「閥-埠」裝置，所述「閥-埠」裝置集成有至少一個抽吸埠11、與其相應的抽吸埠11協作地致動的至少一個抽吸閥12、以及能夠選擇性地與抽吸閥12相互作用的電磁場發生器元件13。在圖1A和2B中示出了這種壓縮機構的可能實施例。

很顯然，所述往復壓縮機還集成有與所述活塞協作的電氣發動機(未示出)和至少一個電子處理中心(未示出)。如上所述，能夠「適用」所公開的方法的往復壓縮機包括本領域專家已知的壓縮機。

在這種情況下，本發明脫穎而出，因為本發明推薦了一種方法，在所述方法中，通過利用電連接至電子處理中心的至少一個傳感器獲得的與所述電氣發動機的轉矩成比例的至少一個變量進行監視，其中在電磁場發生器元件13通電期間，通過檢測與所述電氣發動機的轉矩成比例的所述變量的至少一個峰值來對抽吸閥12進行不正確打開檢測。

這樣，值得一提的是，能夠測量與所述電氣發動機的轉矩成比例的至少一個變量的所述傳感器可以包括例如自有發動機、分流電阻、電阻分壓器、以及已知的其它傳感器和最後所謂的「無傳感器(sensorless)」。

根據所涉及的發明，與所述電氣發動機成比例的變量包括電氣發動機的至少一個線圈運行的電流。特別地，與所述電氣發動機的轉矩成比例的變量包括電氣發動機的電功率。

基於圖2將更好地理解所推薦的方法。

在該圖中，可觀察到，在抽吸和排出循環S1D1、S2D2、S3D3形成的低壓抽吸的機械重疊(mechanical lap)期間，發動機電流具有一定的水平。在這種狀態下，閥是正確地關閉的。當發生不正確的打開時，如抽吸循環S3期間線圈電流上的畸變d_ivs3所示，高壓氣體侵佔了缸體，並且在壓縮循環D3期間致使發動機電流顯著增大(I_md3所示)。

該壓縮循環期間的電流在指向上高於其中閥關閉的在先壓縮循環D1、D2中的電流。在低壓作用期間電流的這種突然增加可以用於指示閥的不正確打開。

仍然在該圖中，在抽吸循環S4、S5中發生了其它不正確的打開d_ivs4、d_ivs5，並且在後續排出循環D4、D5期間致使電流增大I_md4、I_md5。

因而，可以看到，在其中發生閥的不正確打開的抽吸循環之後，立刻在壓縮循環中出現與所述電氣發動機的轉矩成比例的所述變量的峰值。

監測的電氣發動機的變量包括在發生抽吸閥的不正確打開時的速度，發動機速度將呈現峰值(負值)。

與能夠獲得相同結果的已知技術相比，本推薦方法的優點在於一旦其使用發動機電流用於相同功能，則不再需要閥線圈電流的其它傳感器。