Винтовой компрессор с впрыском жидкости, устройство управления для перехода такого винтового компрессора от ненагруженного состояния к нагруженному и способ, осуществляемый с их использованием - RU2016113548A

1. Винтовой компрессор с впрыском жидкости, содержащий компрессорный элемент (2) с впускным отверстием (5) и управляемым впускным клапаном (6), выполненным с возможностью перекрывать впускное отверстие (5); выпускное отверстие (10) и соединенный с ним нагнетательный трубопровод (11), выполненный с возможностью соединения с находящейся ниже по потоку потребительской сетью (15) и управляемым выпускным клапаном (19), предназначенным для выпуска сжатого газа в окружающую среду; контур (20) циркуляции жидкости с инжектором (22) для впрыска жидкости в компрессорный элемент (2); сепаратор (13) жидкости, обеспеченный в нагнетательном трубопроводе (11), предназначенный для отделения жидкости от сжатого газа, и емкость (12) высокого давления для сбора отделенной жидкости; инжекционный трубопровод (23), который соединяет емкость (12) высокого давления с инжектором (22); устройство (35) управления для управления впускным клапаном (6) и выпускным клапаном (19) во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному состоянию, когда давление (р15) в потребительской сети (15) падает до установленного минимального заданного давления (p15min) сети, при этом в ненагруженном состоянии впускной клапан (6) закрыт, а выпускной клапан (19) открыт, а в нагруженном состоянии впускной клапан (6) открыт, а выпускной клапан (19) закрыт, отличающийся тем, что устройство (35) управления выполнено таким, что при переходе от ненагруженного состояния к нагруженному, когда давление впрыска (р22) ниже минимальной пороговой величины, впускной клапан (6) остается закрытым и открывается с определенным запаздыванием (tB-tA), при этом имеются средства для постепенного повышения давления (р12) в емкости (12) высокого давления в период запаздывания (tB-tA) в открытии впускного клапана (6) и для открытия впускного клапана (6) только в том случае, если давление впрыска (р22) достигнет минимальной пороговой величины.

2. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что выпускной клапан (19) сообщается с впускным отверстием (7) впускного клапана (6).

3. Винтовой компрессор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что во впускном клапане (6) выполнен калиброванный канал (33, 34), который образует обход для всасывания газа через впускной клапан (6) при его закрытии, в частности канал между впускным отверстием (7) впускного клапана (6) и впускным отверстием (5) компрессорного элемента (2).

4. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной клапан (6) и выпускной клапан (19) выполнены управляемыми независимо один от другого, и средства повышения давления (р12) в емкости (12) высокого давления во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному образованы посредством выполнения устройства (35) управления таким, что в процессе перехода открытый выпускной клапан (19) закрывается, в то время как в период вышеуказанного запаздывания (tB-tA) впускной клапан (6) остается закрытым.

5. Винтовой компрессор по п. 4, отличающийся тем, что устройство (35) управления выполнено таким, что выпускной клапан (19) закрывается в начале перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, т.е. в момент времени (tA), когда давление (р15) сети падает до минимального давления (p15min) сети.

6. Винтовой компрессор по любому из п. 4 или 5, отличающийся тем, что средства повышения давления образованы дополнительным обводным каналом (38) с калиброванным проходом, предназначенным для обхода впускного клапана (6) для всасывания газа при закрытии впускного клапана (6), при этом обводной канал (38) снабжен управляемым отсечным клапаном (39), причем устройство (35) управления выполнено таким, что управляемый отсечной клапан (39) в ненагруженном состоянии закрыт и открывается при переходе от ненагруженного состояния к нагруженному.

7. Винтовой компрессор по п. 6, отличающийся тем, что отсечной клапан (39) в дополнительном обводном канале (38) открывается в начале перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, т.е. в момент времени (tA), когда давление (р15) сети падает до минимального давления (p15min) сети.

8. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что впускной клапан (6) и выпускной клапан (19) совместно управляемы, но в противоположном направлении, устройство (35) управления выполнено таким, что во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, в момент времени (tA), когда давление (р15) сети падает до минимального давления (p15min) сети, впускной клапан (6) остается закрытым, а выпускной клапан (19) остается открытым, и эти клапаны (6 и 19) управляются одновременно с определенным запаздыванием (tB-tA) с открытием впускного клапана (6) и закрытием выпускного клапана (19), и, кроме того, средства для повышения давления (р12) в емкости (12) высокого давления в период этого запаздывания (tB-tA) образованы с помощью дополнительного обводного канала (38) с калиброванным проходом для обхода впускного клапана (6) для всасывания газа при закрытии впускного клапана (6), при этом в обводном канале (38) обеспечен управляемый отсечной клапан (39), и устройство (35) управления выполнено таким, что указанный отсечной клапан (39) закрыт в ненагруженном состоянии и открывается в период перехода от ненагруженного состояния к нагруженному.

9. Винтовой компрессор по п. 8, отличающийся тем, что отсечной клапан (39) в дополнительном обводном канале (38) открывается в начале перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, т.е. в момент времени (tA), когда давление (р15) сети падает до минимального давления (p15min) сети.

10. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что устройство (35) управления представляет собой электрическое или электронное устройство управления, а впускной клапан (6) и выпускной клапан (19) управляются с помощью электромагнитного клапана.

11. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что для измерения давления (р12) в емкости (12) высокого давления или давления (р22) впрыска обеспечен датчик (37) давления, а устройство (35) управления выполнено таким, что открытие впускного клапана (6) активируется при переходе от ненагруженного состояния к нагруженному, когда измеренное давление (р12 и р22) равно заданной величине (p12min или p22min).

12. Винтовой компрессор по п. 11, отличающийся тем, что измеряемое давление является давлением (р22) впрыска, а заданная величина (p22min) давления впрыска является вышеуказанной минимальной пороговой величиной давления.

13. Винтовой компрессор по п. 11, отличающийся тем, что измеряемое давление представляет собой давление (р12) в емкости (12) высокого давления, а заданная величина давления (p12min) представляет собой давление в емкости (12) высокого давления, определяемое с помощью вычислений или экспериментальным путем, выше величины (p12min) которого не происходит повреждения винтового компрессора (1) из-за температурных пиков в выпускном отверстии (10) компрессорного элемента (2) во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному.

14. Винтовой компрессор по п. 13, отличающийся тем, что заданная величина давления (p12min) представляет собой расчетное давление или давление, определяемое экспериментальным путем, которое является, по возможности, более низким, с учетом безопасного предела или без учета этого предела, и является функцией окружающей температуры Та и температуры Т21 жидкости.

15. Винтовой компрессор по п. 10, отличающийся тем, что устройство (35) управления выполнено таким, что определяется запаздывание в открытии впускного клапана (6) в период перехода от ненагруженного состояния к нагруженному, и впускной клапан (6) открывается после окончания периода запаздывания (tB-tA).

16. Винтовой компрессор по п. 10, отличающийся тем, что период запаздывания (tB-tA) определяется расчетным путем или экспериментально для определенного винтового компрессора (1) с впрыском жидкости в зависимости от заданной или минимальной пороговой величины (p12min или p22min) давления (р12) в емкости (12) высокого давления или давления (р22) впрыска; от окружающей температуры (Та); периода времени (tRun), в течение которого функционировал компрессорный элемент (2), чтобы учесть нагревание жидкости, и периода времени (tStop), в течение которого компрессорный элемент (2) не работал, чтобы учесть охлаждение жидкости.

17. Винтовой компрессор по п. 1, отличающийся тем, что устройство (35) управления представляет собой устройство управления другого типа по сравнению с устройством управления, посредством которого компрессорный элемент (2) систематически останавливается для переключения от нагруженного состояния к ненагруженному.

18. Электрическое или электронное устройство управления для управления переходом винтового компрессора (1) с впрыском жидкости по любому из пп. 1-17 от ненагруженного состояния к нагруженному, для того чтобы предотвратить снижение давления (р22) впрыска в момент (tA) открытия впускного клапана (6) до величины меньшей, чем минимальное давление (p22min), ниже которого в выпускном отверстии (10) компрессорного элемента (2) могут создаваться высокие пики температур.

19. Способ управления винтовым компрессором с впрыском жидкости, содержащим компрессорный элемент (2) с впускным отверстием (5) и управляемым впускным клапаном (6), выполненным с возможностью перекрывать впускное отверстие (5); выпускное отверстие (10) и соединенный с ним нагнетательный трубопровод (11), соединенный с находящейся ниже по потоку потребительской сетью (15) и управляемым выпускным клапаном (19), предназначенным для выпуска сжатого газа в окружающую среду; контур (20) циркуляции жидкости с инжектором (22) для впрыска жидкости (21) в компрессорный элемент (2); сепаратор (13) жидкости, обеспеченный в нагнетательном трубопроводе (11), предназначенный для отделения жидкости от сжатого газа, и емкость (12) высокого давления для сбора отделенной жидкости; инжекционный трубопровод (23), который соединяет емкость высокого давления с инжектором (22) для впрыска жидкости в компрессорный элемент (2); устройство (35) управления для управления впускным клапаном (6) и выпускным клапаном (19) во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному состоянию, когда давление (р15) в потребительской сети (15) падает до минимального заданного давления (p15min) сети, при этом в ненагруженном состоянии впускной клапан (6) закрыт, а выпускной клапан (19) открыт, а в нагруженном состоянии впускной клапан (6) открыт, а выпускной клапан (19) закрыт, отличающийся тем, что во время перехода от ненагруженного состояния к нагруженному способ включает в себя этапы, на которых:

определяют давление (р15) в потребительской сети (15);

определяют давление (р22) впрыска или давление (р12) в емкости (12) высокого давления в момент времени (tA), когда давление (р15) в потребительской сети падает до минимального давления (p15min) сети;

если давление (р22) впрыска или давление (р12) в емкости (12) высокого давления в момент времени (tA) больше или равно минимальной величине (p22min, p12min), то впускной клапан (6) незамедлительно открывают;

если давление (р22) впрыска или давление (р12) в емкости (12) высокого давления в этот момент времени меньше минимальной величины (p22min, p12min), то впускной клапан (6) открывают с определенным запаздыванием (tB-tA) и активируют средства, обеспечивающие постепенное повышение давления (р12) в емкости (12) высокого давления в период этого запаздывания (tB-tA) в открытии впускного клапана (6); и

открывают впускной клапан (6) только, когда давление впрыска (р22) или давление (р12) в емкости (12) высокого давления достигнет вышеуказанной минимальной величины (p22min, p12min).