[发明专利]用于控制旋转式螺杆压缩机的方法

说明书

本发明涉及用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，该压缩机至少具有第一空气端和第二空气端，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度。根据本发明，执行以下步骤：检测在第二空气端的出口处获得的容积流量；当移动的容积流量在介于最大值与最小值之间的范围内波动时，调节两个空气端的旋转速度；如果容积流量低于最小值，则打开减压阀；将至少第一空气端的旋转速度减小至预定空转速度(V1_L)，以减小从第一空气端输送至第二空气端的容积流量。本发明还涉及具有旋转式螺杆压缩机的压缩装置，其中，该压缩机至少包括第一空气端和第二空气端，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度，以及，提供配置成执行前述方法的控制单元。

本发明涉及用于控制旋转式螺杆压缩机的方法，具体地，涉及处于空转模式的旋转式双螺杆压缩机。这样的旋转式螺杆压缩机至少具有第一空气端和第二空气端，其中，第一空气端压缩气态介质(通常为空气)并通向第二空气端，该第二空气端进一步压缩介质并将介质传送到下游系统。本发明的方法适用于控制直接驱动的旋转式螺杆压缩机，其中，两个空气端被彼此独立地驱动并被控制速度。本发明还涉及具有在空转模式下通过该方法进行控制的旋转式双螺杆压缩机的压缩装置。

为了压缩气体介质，尤其是为了生成压缩空气，已知各种压缩机设计。例如，DE60117821T2示出了具有两个或多个空气端的多级旋转式螺杆压缩机，每个空气端均包括用于压缩气体的一对转子。另外，设置两个或多个变速驱动装置，其中，每个驱动装置均为相应的空气端提供动力。控制单元控制驱动装置的速度，从而监测每个驱动装置的扭矩和速度，使得旋转式螺杆压缩机以所需的流量输送速率和压力来提供气体，同时使旋转式螺杆压缩机的功率消耗最小化。

在这样的多级旋转式螺杆压缩机的实际使用中，所谓的空转作为运行状态出现。在这种情况下，下游系统不会获取压缩空气，使得必须调整附加介质的输送量以避免压力升高。然而，如果需要在短时间内重新供应压缩空气，在空转时压缩机不应完全关闭。为了启用这种空转模式，通常在吸入管路中关闭节流阀，并且仅经由旁路供应第一空气端的部分流量。这些功能通常通过设置在第一空气端的入口处的所谓的进气调节器来实现。同时，在输出侧，即在第二空气端的出口处，排气阀通向空气使得第二空气端辅助抵消大气压力。两个空气端的压力条件保持不变，因此两个级的出口温度保持基本相同。这种空转控制(idle control)的缺点是，压缩机的能量消耗相对较高。另外，对于进气调节器及其控制而言，设计很复杂。(参见Konka,K.-H.,rotary screw compressors(旋转式螺杆压缩机)：Technik und Praxis[Technology and Practice]，VDI-Publications 1988，ISBN 3-18-400819-3，第332页及之后)。

在DE10003869C5中，描述了用于压缩待泵送至旋转式螺杆压缩机系统中的流体介质的方法，该旋转式螺杆压缩机系统具有两个旋转式螺杆压缩机单元。在这种情况下，上游螺杆压缩机单元的出口连通至下游螺杆压缩机单元的入口，以及每个旋转式螺杆压缩机单元均由其自身的驱动单元驱动。检测和处理两个旋转式螺杆压缩机单元的至少部分操作参数，以及经由检测到的旋转式螺杆压缩机单元的操作参数来控制驱动单元。

通过改变驱动单元的操作参数，具体地改变电流消耗、电压吸收或燃料供应，上游旋转式螺杆压缩机单元的旋转速度与下游旋转式螺杆压缩机单元的旋转速度相关联，使得旋转式螺杆压缩机单元的最终出口压力或最终输送流量保持恒定，和/或使得旋转式螺杆压缩机单元的总功率消耗最小化，或使得对于给定的总功率消耗获得最大的最终出口压力或最大的最终输送流量。然而，对于优化系统的空转模式以及由此所得的节约能量而言，这种控制方法不提供任何信息。

因此，本发明的一个目的是提供控制旋转式双螺杆压缩机的改进方法，其允许安全的空转模式同时减少压缩机的能量消耗。另外，整个旋转式螺杆压缩机的设计复杂性将降低，使得旋转式螺杆压缩机的制造成本降低。

这些目的和其他目的通过根据所附权利要求1的控制旋转式螺杆压缩机的方法来实现。从属权利要求说明了一些优选实施方式。另外，本发明提供了一种压缩装置，该压缩装置具有可通过该方法操作的旋转式双螺杆压缩机。