[发明专利]用于空气压缩机后冷却器的除冰系统

说明书

一种具有中间冷却器除冰阀(26)和后冷却器除冰阀(28)的压缩机除冰系统，其用于选择性地打开和关闭第一级卸荷器(18)和第二级卸荷器(28)，使得高温空气将对中间冷却器和后冷却器除冰。当第一级卸荷器关闭而第二级卸荷器打开时，第一级温度将升高，并且由此产生的高温第一级空气将融化中间冷却器中积聚的任何冰。当第一级卸荷器打开而第二级卸荷器关闭时，第二级温度将升高，并且由此产生的高温第二级空气将融化后冷却器中积聚的任何冰。

技术领域

本发明涉及机车空气供应系统，并且更具体地涉及对空气压缩机中间冷却器和后冷却器的除冰。

背景技术

典型的铁路两级空气压缩机包括中间冷却器和后冷却器两者，以去除压缩热量。空气的保水能力高度地取决于温度，称为饱和分压；在高温下，空气能够比低温下保持多得多的水蒸气。此外，饱和分压与空气压力无关，因此当空气被等温压缩时，超过饱和分压的所有水蒸气压力都作为液态水析出。在典型的空气压缩机中，压缩不是等温的，而是空气在压缩期间加热并且其水蒸气保持能力相应地增加。在大多数入口条件下，随着空气冷却，液态水将在中间冷却器和后冷却器中析出。当环境温度低于冰点且压缩机以低占空比操作运行时，压缩机可能无法在中间冷却器和/或后冷却器中产生足够的热量来将冷却器保持在冰点之上。因此，在冷却器内部可能发生结霜和结冰，并且它们可能被冰堵塞。如果结冰条件持续存在，则通过冷却器的压缩空气流可能被堵塞，从而阻止压缩空气输送到机车主贮存器并危及列车的制动能力。

中间冷却器或后冷却器冻结的常规解决方案包括使用旁通回路，所述旁通回路具有手动操作的旁通阀和与冷却器回路并联的旁通流道。虽然这种旁通解决方案可以工作，但旁通阀必须在冬季手动打开，并在冬季结束时关闭。除了手动转换旁通阀的实际困难(比如在适当的时间接近所有的旁通阀)之外，无法确保旁通阀的季节性转换与环境温度的实际变化相一致。例如，机车通常行驶穿过足够寒冷而导致全年大部分时间结冰的地区。结果，在本领域中需要一种更完全地解决该问题的除冰方案。

发明内容

本发明提供了一种用于具有第一级卸荷阀和第二级卸荷阀的空气压缩机的除冰系统，该除冰系统在环境温度变化时能够容易且自动地提供除冰。所述除冰系统包括联接至第一级卸荷阀的中间冷却器除冰阀，该中间冷却器除冰阀能在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，第一级卸荷阀连接至卸荷控制阀的出口，在第二位置，所述第一级卸荷阀连接至排气口。所述除冰系统还包括联接至第二级卸荷阀的后冷却器除冰阀，该后冷却器除冰阀能在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置，第二级卸荷阀连接至卸荷控制阀的出口，在第二位置，第二级卸荷阀连接至第三排气口。控制器与中间冷却器除冰阀和后冷却器除冰阀的导向阀互连，并且被编程为：当环境温度低于预定阈值时，在后冷却器除冰阀在第一位置时将中间冷却器除冰阀导向到第二位置持续第一时间间隔。该控制器进一步被编程为当环境温度低于预定阈值时，在中间冷却器除冰阀在第一位置时将后冷却器除冰阀导向到第二位置持续第二时间间隔。该控制器可以被编程为在导向中间冷却器除冰阀和后冷却器除冰阀之前确定压缩机是否卸载。该控制器还可以被编程为在预定等待间隔之后重复对中间冷却器除冰阀和后冷却器除冰阀的导向，该预定等待间隔可以基于环境温度来调节。压力传感器可以与卸荷控制阀的出口相关联，并且与控制器互连。环境温度传感器也可以与控制器互连。第一温度传感器可以与中间冷却器的出口相关联并与控制器互连，并且第二温度传感器可以与后冷却器的出口相关联并与控制器互连。所述控制器然后可以被编程为基于读取第一温度传感器或第二温度传感器来调节预定等待时间间隔。所述控制器可以进一步被编程为基于压缩机的加载循环来调节预定等待时间间隔。