[发明专利]用于获取、测量和检查往复式流体机器的运行参数的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于验证或检查往复式流体机器的系统，特别地但非排他地，涉及一种带有连接至十字头的单动式缸体的类型的往复式压缩机。

背景技术

如所已知的，压缩机是能够通过使用机械能提高可压缩流体(气体)的压力的机器。在往复式压缩机中，流体的压缩由随着相应缸体内的往复运动而移动的一个或多个活塞来执行。将要压缩的流体通过一个或多个进入管带入缸体，而已压缩的流体朝一个或多个输送管从缸体排出。通常，往复式压缩机的活塞或多个活塞通过用于传输运动的曲轴和传统的曲柄和连杆机构由电动机驱动，或由内燃机驱动。

例如，在双动往复式压缩机中，各活塞并不执行任何“无负载”冲程，因为其在其两个运动方向上都压缩空气。正是出于此原因，活塞自身不可直接连接至曲柄的连杆和连杆机构，因为封闭型缸体不允许连杆摆动。因此，被称为“十字头”的机构被放置在活塞和连杆之间。活塞连接至杆，可排他地以直线运动移动，并且该杆连接至十字头。因此柄(stem)并不摆动，而另一方面连接至十字头的另一侧的连杆可以自由地摆动。

通过其所设有的滑块，十字头能够在被称为“动子”(runner)的适合的固定导向器内部滑动，该导向器允许十字头在与活塞的冲程相同的方向上的运动。已知十字头的滑块的外部表面关于相对导向器的内部表面移动，有必要引入润滑油，该润滑油阻止滑块的外部表面与导向器的内部表面彼此发生接触。润滑系统是强制类型的，且通过为十字头提供主要为流体静力类型的支承，润滑系统防止了所涉及的运动部件的磨损。

在十字头的往复运动期间可存在特定的运行状态，例如当活塞以低速度移动时，其中十字头不能够供给足够量的润滑油。在此类情况中，润滑油层变得非常薄，并且可存在由于摩擦的损失，带有随之发生的热的产生和润滑油自身温度的增加，这降低了润滑油的粘度，还减小了润滑能力。在最严重的情况中，表面甚至可以彼此接触，且随之可能给流体机器带来损害。

因此，无论往复式压缩机是单动式还是双动式，其尺寸和设置都必须以特别精确的方式来实施，以避免当压缩机在受限运行条件中运行时压缩机自身中的临界状态的发生。所以，确定往复式压缩机的运行参数的步骤是非常重要的，所述参数包括在活塞的轴和在十字头上施加的负载、温度、压力和润滑十字头的油的流率、曲轴的旋转速度、滑块和动子之间的间隙等。

文档WO 2005/108744A1图示了用于检查往复式压缩机的运行的装置和方法。该装置包括移动元件，该移动元件操作地连接至压缩机的其中一个运动部件(例如十字头)上。移动元件设有能够探测所关心的一个或多个参数的传感器，然后将该参数发送至外部数据处理单元以进行必要的评估。往复式压缩机必须在其每一个部分上都是完整的，以能够准确地提供所需的参数。

文档WO 2008/157496A1描述了用于计算往复式压缩机的运行参数的方法。该方法预见了用于能够模拟压缩机的运行状态的处理器的程序的使用。然而，在此情况下，基本参数也必须从真实的运行中的往复式压缩机直接获得。

因此，已知的装置和方法预见了能够具有往复式压缩机以便能够评估其特性参数的需求，该往复式压缩机在其每一个部件中都是完整的且该往复式压缩机是运行着的。这意味着，在参数不正确或不对应于那些预见的参数的情况下，必须对机器做出修改甚至实质性的修改，例如替换其某些基本组件，而随之而来的是成本和设置时间上的增加。

而且，尽管当压缩机在正常模式下运行时，缸体以及用于气体循环、冷却和润滑的相关系统的存在要求参数的测量在非常复杂的测试环境中进行，结果带来了压缩机自身的高能量吸收，等于在机器的通常运行状态中发生的情况，结果带来了对具有适合功率的马达的需求。

发明内容

因此，本发明的一般目的是制造一种系统，其用于获得和监视运行参数，特别但非排他地应用于前文所述类型的往复式压缩机，该系统能够以非常简单、节省成本以及特别有作用的方式解决上文提出的现有技术的缺点，而不管相应的缸体的技术特性如何，因此是高度多用途的。

本发明的另一目的是制造一种系统，该系统用于获取、测量和检查往复式流体机器的运行参数，该系统无需准备完整的原型机以表现出其运行特征，能够至少代替通常在要分析的各机器上存在的某些部件或系统，例如缸体、活塞、阀和气体回路、冷却回路和润滑回路，带有更简单的和可互换的部件。

本发明的进一步的目的在于，制造一种验证系统，该系统是易于制造的且不需要复杂的和昂贵的致动系统以便开始运行，因为该系统运行所需的能量远小于制造完整的往复式机器机件所需的能量。