交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)和用于檢查交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)和方法，用于檢查交替型壓縮機(jī)閥操作狀態(tài)，更具體地是用 于檢查設(shè)置在制冷系統(tǒng)中所使用的交替型壓縮機(jī)中的電致動（金屬盤型）閥的操作狀態(tài)。
[0002] 通常地，所述系統(tǒng)指的是一些功能元件的組件，這些功能元件優(yōu)選地已經(jīng)存在于 交替型壓縮機(jī)中，并允許執(zhí)行用于檢查交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)的方法。
[0003] 因此，所述方法涉及的功能邏輯包括，交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)可基 于由閥所產(chǎn)生的磁場中的變化而確定該閥的操作狀態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0004] 正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，交替型壓縮機(jī)包括能夠改變工作流體壓力以及栗 送它的機(jī)器和/或裝置。在這個(gè)意義上且更具體的講，所述交替型壓縮機(jī)能夠通過可控制 地改變壓縮腔的容積而改變工作流體壓力，壓縮腔通常由容置工作流體和移動活塞的圓柱 腔所限定。因此，壓縮腔容積根據(jù)在其內(nèi)部的移動活塞的位移而交替地改變（減小或增 加）。工作流體的引入和移出由吸入閥和排出閥順序地控制，這些閥的狀態(tài)交替地切換。
[0005] 本領(lǐng)域技術(shù)人員還已知的是，在壓縮腔內(nèi)部的工作流體的（吸入）引入步驟和 (排出）移出步驟是交替型壓縮機(jī)的正確操作的關(guān)鍵步驟，它們對壓縮機(jī)性能參數(shù)具有直 接影響，并因此本領(lǐng)域的現(xiàn)有狀態(tài)包括廣泛的用于控制壓縮腔內(nèi)部的工作流體的吸入和排 出的閥。
[0006] 在制冷系統(tǒng)中所使用的交替型壓縮機(jī)中，應(yīng)該特別提及盤型閥（pallet-type valve)的使用。盤型閥是非常常規(guī)的，主要包括薄金屬片和本體，所述薄金屬片具有邊緣為 (吸入或排出）孔密封表面的輪廓，本體將該密封表面連接到閥固定點(diǎn)。
[0007] 根據(jù)更常規(guī)的實(shí)施例，可注意到，現(xiàn)有的吸入閥具有常閉配置，而且它們的自動的 且非指令的"打開"僅且只有在活塞處于上中性點(diǎn)且朝向下中性點(diǎn)下降時(shí)發(fā)生。而且常規(guī)的 排出閥也具有常閉配置，它們的自動的且非指令的"打開"僅且只有在活塞從下中性點(diǎn)開始 且朝向上中性點(diǎn)移動以提高缸內(nèi)的壓力時(shí)（即當(dāng)缸內(nèi)的壓力高于排出腔內(nèi)壓力時(shí)）發(fā)生。
[0008] 這意味著，根據(jù)最常規(guī)的實(shí)施例，現(xiàn)有的吸入和排出閥的可操作性是基于壓縮機(jī) 的工作頻率，其中，盤被設(shè)計(jì)以給予快速響應(yīng)并減少彎曲應(yīng)變。
[0009] 盤型吸入和排出閥（其中操作狀態(tài)通過致動至少磁場生成部件而選擇性切換）也 是已知的。該構(gòu)思的示范性實(shí)施例在BR專利申請PI1105379-8中所公開。
[0010] 根據(jù)BRPI1105379-8,本領(lǐng)域的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)一步提供了一種應(yīng)用在交替型壓縮機(jī) 中的半指令閥系統(tǒng)，其包括盤型閥，之前被預(yù)壓在第一操作狀態(tài)的所述盤型閥可通過致動 與各自的閥適當(dāng)?shù)貙R的電線圈而切換至第二操作狀態(tài)。
[0011] 所述系統(tǒng)還允許在不需要改變其電動機(jī)的操作速度的情況下調(diào)整壓縮機(jī)的容量， 以使能夠控制通過吸入孔和排出孔的質(zhì)量量。
[0012] 盡管在該文件BRPI1105379-8中所描述的閥系統(tǒng)達(dá)到了期望的目的，但是進(jìn)一步 觀察到該系統(tǒng)沒有包括能夠檢查吸入和排出閥狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。
[0013] 這意味著在BRPI1105379-8中所公開的閥系統(tǒng)除保留從本領(lǐng)域的現(xiàn)有狀態(tài)所已 知的閥系統(tǒng)之外，不能夠檢查閥的真正的操作狀態(tài)是否對應(yīng)于系統(tǒng)指令操作狀態(tài)（即，檢 查在吸入循環(huán)期間吸入閥在循環(huán)中是否真正打開或閉合）。
[0014] 在專利文件CA2622067中發(fā)現(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)該檢查的最接近的實(shí)施例，該實(shí)施例涉及 一種（用于螺桿式壓縮機(jī)的）系統(tǒng)，其中角度可動的金屬元件的運(yùn)動被磁傳感器測量，該磁 傳感器給處理器產(chǎn)生電信號，其中金屬元件之間距離的變化能夠引發(fā)在傳感器中可測量的 磁場。
[0015] 因此，可注意到的是，由CA2622067所教導(dǎo)的所述系統(tǒng)能夠評估螺桿式壓縮機(jī)的 可動元件的"位置"。然而，它未教導(dǎo)如何測量線性交替性能閥的操作狀態(tài)?；谠搩?nèi)容，本 發(fā)明被開發(fā)出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 通過這種方式，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種交替型壓縮機(jī)閥的狀態(tài)檢查方法， 簡單來說該方法通過變化由閥所產(chǎn)生的磁場而能夠評估至少線性交替性能（金屬盤型）閥 的真正的操作狀態(tài)，以降低在致動所述閥期間所消耗的能量量。
[0017] 本發(fā)明的另一目的是在檢測到閥過度打開的情況下立即撤銷施加在線圈上的電 流和電壓，以保護(hù)所述閥不被破壞。
[0018] 另外，本發(fā)明還具有的目的是提供一種交替型壓縮機(jī)閥的狀態(tài)檢查系統(tǒng)，其基于 在交替型壓縮機(jī)中已經(jīng)公開的元件能夠執(zhí)行交替型壓縮機(jī)閥的狀態(tài)檢查方法。
[0019] 現(xiàn)在所公開的這些和其它目的通過用于檢查交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)的系統(tǒng) 和方法而完全獲得。
[0020] 該系統(tǒng)本身包括功能地設(shè)置在交替型壓縮機(jī)的至少一個(gè)壓縮機(jī)缸內(nèi)的至少一個(gè) 金屬閥、至少一個(gè)感應(yīng)元件、至少一個(gè)傳感器以及至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理核。所述金屬閥繼而指 的是能夠在兩個(gè)操作狀態(tài)（在"打開"操作狀態(tài)和"閉合"操作狀態(tài)）之間切換的閥，并包 括半指令盤型閥。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，感應(yīng)元件能夠感生強(qiáng)度根據(jù)金屬閥的相對接近度而變化的電磁場， 該傳感器能夠?qū)⒂筛袘?yīng)元件所感生的電磁場的強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化成至少一個(gè)電參數(shù)的至少一 個(gè)可按比例變化的信號，該數(shù)據(jù)處理核能夠從由所述傳感器所提供的至少一個(gè)電參數(shù)的變 化來評估所述金屬閥的兩個(gè)可能的操作狀態(tài)中的一個(gè)。
[0022] 感應(yīng)元件優(yōu)選地包括線圈。對于該傳感器，它優(yōu)選地包括安培表（其可或不可設(shè) 置在數(shù)據(jù)處理核的預(yù)先存在的模塊中）。所述數(shù)據(jù)處理核可包括微控制器或者微處理器。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明，交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查方法包括一種如以上所概括的包括 在交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)中的方法，并提供了至少一個(gè)從該傳感器獲得電參 數(shù)的步驟、至少一個(gè)根據(jù)接收自該傳感器的電參數(shù)信號評估感應(yīng)元件的電感值的步驟以及 至少一個(gè)在感應(yīng)元件的電感值和預(yù)定值之間比較的步驟，該預(yù)定值代表閥的操作狀態(tài)，其 有時(shí)可代表閥打開操作狀態(tài)而有時(shí)代表閥閉合操作狀態(tài)。
[0024]更特別且還根據(jù)本發(fā)明，電感值通過方程式（評估，此處當(dāng)所評估 ill 的電感值高于預(yù)定值kl.La時(shí)，識別為閥閉合操作狀態(tài)值，當(dāng)所評估的電感值低于預(yù)定值k2.La時(shí)，識別為閥打開操作狀態(tài)值。
[0025] 可選擇地且仍根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)感應(yīng)元件饋入具有幅值的連續(xù)電壓形式的信號時(shí)， 當(dāng)在包含在電路中的安培表中所測量的電流值高于預(yù)定值Imax時(shí)，識別為閥打開操作狀 態(tài)，其中預(yù)定值Imax通過試驗(yàn)獲得。
[0026] 還可選擇地且仍根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)感應(yīng)元件饋入具有幅值的連續(xù)電流形式的信號 時(shí)，當(dāng)在包含在電路中的電壓表中所測量的電壓值低于預(yù)定值Vmin時(shí)，識別為閥打開操作 狀態(tài)，其中所述預(yù)定值Vmin通過試驗(yàn)獲得。
【附圖說明】
[0027] 本發(fā)明基于以下所列出的附圖而將詳細(xì)地描述，其中：
[0028]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)的示意性布置；
[0029] 圖2示出了用于被監(jiān)控的閥線圈的等效電路模型；
[0030] 圖3示出了交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查方法的處理邏輯的優(yōu)選選擇；
[0031] 圖4示出了當(dāng)閥線圈是電壓饋入時(shí)檢測到閥過度打開的選擇；以及
[0032] 圖5示出了當(dāng)閥線圈是電流饋入時(shí)檢測到閥過度打開的選擇。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的，并根據(jù)法拉第感應(yīng)定律，已知的是，在感應(yīng)元件中 的變化磁場在它的終端中感生出電壓。
[0034] 關(guān)于這一點(diǎn)，已經(jīng)證實(shí)磁場可經(jīng)歷由若干電磁因子所激勵(lì)的變化。
[0035] 通電線圈例如可通過與金屬體簡單接近相互作用而在其磁場中存在變化。在該示 例中，進(jìn)一步證實(shí)所述磁場的變化大體上與該金屬體的接近度成比例。
[0036] 如在BRPI11105379-8的實(shí)施例中所描述的，例如，由線圈所產(chǎn)生的磁場用于改變 金屬閥的初始操作狀態(tài)。就是說，初始操作狀態(tài)為"常閉"的閥趨向于被切換至"打開"操 作狀態(tài)。在這個(gè)意義上，BRPI1105379-8達(dá)到了所有提出的目的。
[0037] 然而，所述實(shí)施例并不包括在切換激勵(lì)之后能夠檢查該閥是否切換它的操作狀態(tài) 的機(jī)構(gòu)。
[0038] 在BRPI1105379-8中，致動線圈（或者產(chǎn)生磁場的部件）僅具有"主動"致動，即 它們僅包括產(chǎn)生磁場的功能。因此，也就是說，不存在涉及計(jì)算和/或捕捉源于其它來源的 磁場的功能。
[0039] 根據(jù)上述提及的法拉第感應(yīng)定律出現(xiàn)以下事實(shí)：金屬閥的運(yùn)動（或者不運(yùn)動）將 在所述線圈的磁場中產(chǎn)生至少可測量的變化。因此，觀察到如果所述線圈具有"被動"性能， 可能在正確的邏輯中評估所述金屬閥是哪個(gè)操作狀態(tài)。在該前提基礎(chǔ)上，本發(fā)明被開發(fā)出 來。
[0040] 從描述了根據(jù)本發(fā)明的交替型壓縮機(jī)閥的操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)的方案的圖1中，可 以觀察到存在兩個(gè)金屬閥（一個(gè)是吸入閥，而另一個(gè)是排出閥），其功能地設(shè)置在常規(guī)的交 替型壓縮機(jī)的壓縮機(jī)缸2內(nèi)。交替型壓縮機(jī)閥的所述操作狀態(tài)檢查系統(tǒng)進(jìn)一步包括感應(yīng)元 件3、傳感器4以及數(shù)據(jù)處理核5。
[0041] 金屬閥1包括被本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的盤型閥。
[0042] 這就意味著所述金屬閥1包括二元閥，其僅采取兩種操作狀態(tài)：打開狀態(tài)（允許流 體穿過孔通過）和閉合狀態(tài)（阻塞孔以及任何流體流動）。
[0043] 優(yōu)選地，但不限于，所述金屬閥1可最終集成在如上述提及的文件BR PI1105379-8中所述的半指令組件中。然而，所述金屬閥1還可是全自動的，此處，它們的操 作狀態(tài)之間的切換僅依賴于壓縮循環(huán)的壓力差和生產(chǎn)閥的材料的強(qiáng)度。
[0044] 壓縮機(jī)缸2實(shí)質(zhì)上包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)壓縮缸。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，感應(yīng)元件3包括線圈，且更具體地包括已經(jīng)事先存在 的線圈