[发明专利]具有扩大的调节范围的活塞式压缩机

说明书

一种具有至少一个缸体的活塞式压缩机，所述至少一个缸体用于利用可运动地设置在所述缸体中的活塞在设置在所述缸体中活塞上方的压缩室中压缩空气。所述压缩室与用于待压缩空气的进气组件并且与用于已压缩空气的排气组件连接，其中，所述活塞式压缩机能由第一驱动装置驱动。所述进气组件具有能由第二驱动装置以可改变的功率驱动的预压缩装置，所述预压缩装置用于提高在空气入口处的抽吸压力。

技术领域

本发明涉及一种具有至少一个缸体的活塞式压缩机，所述至少一个缸体用于利用可运动地设置在所述缸体中的活塞在设置在所述缸体中活塞上方的压缩室中压缩空气，所述压缩室与用于待压缩空气的进气组件并且与用于已压缩空气的排气组件连接。

背景技术

用于轨道车辆的活塞式压缩机、例如尤其是无油的活塞式压缩机用于填充压缩空气容器，从所述压缩空气容器中尤其是以不规则的间隔取出压缩空气。活塞式压缩机通常针对填充运行来确定尺寸，在所述填充运行中压力容器应被快速填充，因此提供最大体积流。对于调节运行，在该调节运行中压缩机可能在较长间断时间之后并且仅为了再填充被取出的压缩空气才短时间运行，以最大体积流运行意味着更不利的运行状态，该运行状态在符合需求地调节这样的活塞式压缩机的供应功率时能够被避免。

已知的活塞式压缩机的可调节性受取决于结构型式的最大和最小转速限制。因此，尤其是无油的干式运行的活塞式压缩机的转速上限受干式运行的滑动副的最大相对速度限制。而在低转速时，由于在活塞式压缩机中的自由惯性力而产生振动，由此在活塞式压缩机运行时转速下限也受到限制。由此产生仅小的活塞式压缩机转速变化性，该转速变化性在大多数应用情况下要求在间断运行中的压缩空气输送。

在已知的活塞式压缩机中，压缩空气输送的间断调节通过如下方式实现：一旦系统压力达到切断压力时，将压缩机切换到停止运转状态。然后，如果系统压力尤其是由于压缩空气被取走而下降至接通压力，则将活塞式压缩机切换到负载运行，该活塞式压缩机在该负载运行中在额定转速下供应最大体积流。如果从压缩空气容器或压缩空气系统中不同时取出较大量的压缩空气，则压缩空气容器被相对快速地填充，从而活塞式压缩机在短的接通时间之后再次被切断较长时间。因此，该已知解决方案的调节范围被约束于停止运转状态和负载运行并且由于与此相关联的相应冷起动以及由于活塞式压缩机的较高磨损和较长停止时间而是不利的并且对于特定的使用条件甚至是不合适的。

在活塞式压缩机的一种备选构造方案中，以不同的预定义转速实现间断运行，例如通过将电机在四极与六极之间转换来实现或者经由能在50Hz与60Hz之间切换的逆变器来实现。然而，通过在此固定的电机转速在相应的压缩机中也仅能够实现相对有限的调节范围。高的电机转速在此也引起尤其是无油的滑动副的强烈热负荷，从而活塞式压缩机的寿命显著下降。虽然该解决方案是调节体积流的简单方法，但是调节范围被固定的电机转速所约束，并且在特定的使用条件下由转换不能产生足够的体积流。

由德国专利申请DE102013113555和DE102013113556分别已知一种压缩机系统和一种用于根据轨道车辆的运行状态或根据轨道车辆的当前情形来运行该压缩机系统的方法，其中设置有用于持续影响活塞式压缩机的电驱动装置的转速的执行机构，其中，经由调节装置实现对所述执行机构的操控。所述执行机构允许通过不同转速使驱动装置的并且因此活塞式压缩机的运行与轨道车辆的当前运行状态或说当前情形匹配。

发明内容

因此，本发明基于如下任务：提供一种改进的活塞式压缩机，所述活塞式压缩机具有在能量效率和功率密度改善的情况下调节范围较大的供应功率。

为了解决该任务，提出一种按照本发明所述的活塞式压缩机以及一种按照本发明所述的用于控制这样的活塞式压缩机的方法。