[发明专利]气流压缩机控制系统及方法

说明书

相关申请

本申请要求于2006年2月1日提交的共同待决的临时专利申请No.60/764243的优先权，其主题通过引用并入这里。

技术领域

本发明涉及气体压缩机系统。更具体地，本发明涉及一种用于气体压缩机系统的控制系统。

背景技术

压缩气体，特别是压缩空气，有很多应用，例如用于加工，车间所用压缩空气或者其它应用。压缩机系统一般包括放置在一个或多个外壳中的几个组件。这些系统中的范例组件包括组装在一起的电机和驱动器，压缩机模块，以及分离器系统(水分和/或油)。电机可以通过将能量从电机传输到压缩机模块的皮带和皮带轮系统驱动压缩机模块，或者通过(其它到其它)传动系统驱动压缩机模块，或者还可以直接驱动压缩机模块。

很多压缩空气系统中，空气带有一定量的水分并且在一些结构中，润滑剂也会作为压缩过程的一部分留在空气中。许多压缩机系统包括空气干燥器，用于去除所述空气中的大部分的水分。所述空气干燥器使用包括冷却，吸收，吸附等过程在内的干燥过程来干燥压缩空气。在空气干燥过程中，一般都会在压缩空气流中出现压力下降的情况。这样，空气干燥器降低了压缩机系统的整个效率。

发明内容

一种控制器，该控制器用于通过在所述系统的几个点监视压力值来增加气流系统的效率。增加的效率减小了能量消耗并且也减少了维护的必要性。特别地，所述控制器可以动态测量并监视多个压力点之间的压力差值。例如，所述控制器可以监视在或靠近压缩机排气口处的排气(冷却器后的)压力。类似地，所述控制器也可以监视在或靠近干燥器处或者在或靠近使用点处的系统排气压力。然后，所述控制器使用所述排气(冷却后)压力值和系统排气压力值之间的压力差值来动态改变或调整压缩机的速度以保持使用点处的所需压力下的所需空气流量，同时根据电机或者控制器的命令减小或者最小化能量或者电能消耗。

一种形式中，本发明提供了一种气体压缩系统，其可操作以向使用点传输压缩气体流。所述气体压缩系统包括压缩机，其可操作以产生第一压力的压缩气体；电机，其可操作以压缩机速度驱动压缩机；以及气体处理元件，其被放置用于接收来自所述压缩机的压缩气体流并传输第二压力的压缩气体流至使用点。控制器可操作以响应所述第一压力和所述第二压力之间的差值改变压缩机速度。

另一种形式中，本发明提供了一种控制由压缩机产生的气流的方法。该方法包括以下步骤：测量与压缩机相关的第一压力值；测量显示使用点处空气使用率的第二压力值；以及确定所述第一压力值和所述第二压力值之间的压力差值。该方法也包括至少部分地根据所述压力差值调整电机速度。

又一种形式中，本发明提供了一种气体压缩系统，该系统可操作以向使用点传输压缩气体流。所述气体压缩系统包括压缩机和变速电机，所述压缩机可操作以产生第一压力的压缩气体流，所述变速电机可操作以以在低速和高速之间的压缩机速度驱动压缩机。干燥器被设置用于接收来自所述压缩机的压缩气流并传输第二压力的干燥压缩气流至使用点。第一压力传感器被设置用以测量所述第一压力并产生表示所述第一压力的第一信号，第二压力传感器被设置用以测量所述第二压力并产生表示所述第二压力的第二信号。控制器可操作以接收所述第一信号和所述第二信号，并计算表示所述第一压力和所述第二压力之间压力差值的第三信号。控制器也可操作以响应所述第三信号改变压缩机速度。

本发明的其它方面通过对详细的说明和附图加以理解即可明了。

附图说明

图1是实施本发明的气流系统

图2是本发明一些实施例中实施的过程的流程图。

具体实施方式

在具体说明本发明的任何实施例之前，应该明白本发明在其应用上不限于下面说明中或附图展示中所阐述的结构细节以及组件放置。本发明可以用于其它实施例并且用不同的方式进行实践或实施。也必须明白这里使用的语言和术语是用于说明而不能认为是限制。

图1是以图解的形式展示气流系统100。气流系统100包括被控制器108控制的压缩机模块104。压缩机模块104包括引擎或电机112以及压缩机116。所述压缩机包括容纳一个或多个移动组件的外壳，所述组件用于在压缩机116内部压缩流体。在一种结构中，使用了旋转式螺杆压缩机，而其它结构中使用其它类型的压缩机(比如，离心式，往复式，齿轮式，摆线式等等)。