[发明专利]防止在压缩机轴承中的润滑油膜破裂的控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来防止在密封式压缩机轴承中的润滑油膜破裂的控制系统，以及这样一种控制方法，该方法的目的在于保证使可变容量的压缩机保持在最小转速以上，以便防止紧靠相应轴承的油膜发生破裂。

背景技术

与传统的固定速度的压缩机相比较，可变容量的压缩机在用做冷却时可以提供可观的能量节约。该项节约的范围从20％至45％。在对减少该能量消耗作出最大贡献的几个因素中的一个因素是在低速旋转下工作的可能性。传统压缩机通常总是在约3000rpm(50Hz)或3600rpm(60Hz)的转速下工作，而可变容量压缩机则可以在约1600rpm的平均转速下工作。该平均转速的数值可以根据油泵的结构和曲轴中的油路的配置而变化。具体地对于离心式油泵来说，它不可能通过在较低数值的平均转速下的工作来保证润滑压缩机的所有机械零件所需要的油的最小容积。

作为例子，在本申请中可将可以使用该最小转速值1600rpm。但是，所描述的方法对于任何一个最小转速值都是有效的，如上所述，该最小转速值是因压缩机而不同的。

用来在可变容量压缩机中获得机械损失的额外减少的一种可选方案是使用具有较小粘度的润滑油。较小粘度的润滑油可在压缩机轴承中减少由于粘性摩擦所产生的损失，因而可以提高轴承的效率。另一方面，在较高冷凝温度和较低转速的情况下，它也将产生一些问题，增加了存在于压缩机轴承中的润滑油膜破裂的可能性，而该油膜的破裂又将引起这些零件的机械磨损，并将严重地损害它们的功能。

在防止现有压缩机中产生高压缩压力的各种技术中，我们将引用在以下专利文件中所描述的技术：US2002018724，CN1311397，US5975854，HK210896，EP1500821，WO9623976。这些技术的特征在于，当压力达到其临界水平时，通过使用保护传感器和/或保护阀来中止该压缩机的功能。在所提出的技术中，使用了对压缩机工作时的压力情况的直接检测。该检测可以由用来控制压缩机的一个微处理装置来进行。当临界压力值被确定后，转速值就与安全值相符合，从而可以保证在压缩机中的润滑油的稳定性。

发明内容

发明目的

本发明的一个目的是保护压缩机轴承在高压缩(排气)压力条件下以低转速工作时免于承受由于油膜破裂而产生的固体摩擦。

本发明的另一个目的是能够使用粘度较小的油，以便增加压缩机的效率。

本发明的再一个目的是使用一种控制电机的微处理装置，以便保证提供保护而且不需要向密封式压缩机增加传感器。

本发明的又一个目的是通过测量压缩机的量值来监测和控制其功能状态，从而不需要增加外部传感器。

发明简介

本发明的上述目的可以通过一种用于控制密封式压缩机的控制系统来实现，其中，作用于压缩机轴承上的载荷可以通过测量由电机传递给压缩机轴的振动水平或转矩(它限定了一个轴承-状态变量)而直接测得。设置在该系统内的用来分析该轴承-状态变量或旋转-振动水平的微处理机将电机的转速值提高到一个预定值，以便保证在压缩机轴承内不会产生油膜的破裂。

该系统包括一个压缩机，一个与该压缩机相连接的电机，一个微处理控制电路，该电路用来测量在压缩机机械转动期间轴承-状态或旋转-振动变量的水平或者在压缩机轴上的转矩水平。然后将该测量值与预定值相比较，用来核查该压缩机是否在能使轴承中的油膜破裂并由此导致这些机械零件产生磨损的压力条件(它取决于转速)下工作。如果由该微处理机所保持的轴承-状态变量的数值大于预定值，应将压缩机的转速以预定的速率提高，从而保证油膜的稳定性。