专利名称：一种空气压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空气压缩机。
背景技术：
目前广泛使用的大型压缩机，包括电机，电机驱动的压缩空气发生器，以及储 气罐等，其基本的工作流程如下空气经过过滤器过滤后，通过压缩空气发生器前端的进气阀进入压缩空气发生 器，电机旋转压缩空气发生器主体内的曲轴时，由该曲轴伺服的活塞在气缸内往复运 动，这样进入气缸内的低压空气就会变成高压空气。高压空气经过导气管进入储气罐 中。压缩空气发生器除了上面提到的活塞式空压机外，还有电机驱动两个咬合的旋 转转子以相反方向转动产生压缩空气的螺杆式空压机。在首次开机时，要求人工将进气阀调整为关闭状态，以利于电机的降低电流起 动，在电机运行正常后，人工将进气阀调整为进气状态。同时，为了减少起动电流，电 机起动时采用星形方式降压起动，当电机经过一定的延时完成起动后，电机再转为三角 形方式运行。现有的空气压缩机的进气阀具有自动控制的功能，即通过调节进气阀上的压力 调节器，可以设定空气压力的高值和低值，当储气罐中的空气压力上升至进气阀的设定 高压动作数值时，压力调节器开通，从储气罐引入的压缩空气经过导气管进入进气阀的 活塞，压缩空气推动活塞上移，关闭进气阀，压缩空气发生器由负荷运行转换为卸载运 行，也可以称为空载运行，这时的电机依然按照三角形方式运行，不过电流有所减少。当储气罐中的压缩空气压力下降至进气阀的压力调节器的设定低压动作数值 时，压力调节器关闭，没有压缩空气推动进气阀的活塞，进气阀的活塞在弹簧力的作用 下，活塞下移，进气阀重新开通，压缩空气发生器由卸载运行状态转为负荷运行转状 态，电机工作电流加大。在空气压缩机运行期间，储气罐中的空气压力在压力调节器设定的高压动作数 值和低压动作数值之间不停地循环，电机一直按照三角形方式运行，即使空载期间也不 关机。这样周而复始，循环运行。现有的空气压缩机存在如下不足之处进气阀的压力调节器为机械调节，即调节螺杆预紧弹簧来调节的，在高速运行 和震动的压缩空气发生器之上，压力调节器的调节数值不易固定，经常改变，给空气压 缩机的正常安全运行带来了极大的困难和安全隐患。而且，压力调节器的压力数值调节 也非常麻烦，调节的精度也不高。大型压缩机的电机功率较大，在压缩空气发生器卸载运行(空载运行)时，电机 依然按照三角形方式运行，虽然电流有所减少，但是其绝对值依然非常可观，日积月累 电力浪费数值庞大。比如有的场合在整个工作流程中，空载时间占整个压缩机工作时间的三分之一到两分之一，加之压缩机的功率很大，因此电能浪费相当可观。
实用新型内容为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种空气压缩机，该空气 压缩机的压力设置方便、可靠，而且该空气压缩机可以极大地降低空气压缩机运行能果。本实用新型采用的技术方案是一种空气压缩机，包括储气罐，所述储气罐存储气动设备所使用的压缩空气；压缩空气发生器，外部空气通过空气过滤器进入压缩空气发生器，所述压缩空 气发生器压缩空气并将压缩空气传送并储存在所述储气罐内；电机，所述电机驱动压缩空气发生器产生压缩空气；进气阀，设置在空气过滤器和压缩空气发生器之间，所述进气阀在开通状态 时，空气从此进入压缩空气发生器；进气阀控制电磁阀，通过导气管连接在储气罐和进气阀之间，当该进气阀控制 电磁阀开通时，进气阀可由外部空气关闭，反之，进气阀开通；压力传感器，设置在储气罐上，可检测储气罐内的压缩空气压力；还包括第一接触器，连接电机绕组，控制电机以三角形模式运行；第二接触 器，连接电机绕组，控制电机以星形模式运行；其特征在于所述空气压缩机还包括一个控制装置，所述控制装置与压力传感器的输出连 接，并根据压力传感器的检测信号，控制进气阀控制电磁阀的开通或关闭；所述控制装 置分别与第一接触器、第二接触器连接，并通过控制第一接触器、第二接触器的吸合或 释放，进而控制电机的运行模式或停机。所述控制装置包括由中央处理器、随机存取存储器、只读存储器、接口电路通 过内部总线连接的计算机单元，以及与计算机单元相连接的显示单元、输入单元、执行 单元；通过输入单元设置参数，通过接口电路传送信号，计算机单元将传送的外部检测 信号与设置的参数进行比较、判断，并根据判断结果由接口电路传送信号至相应的执行 单元，相应的执行单元起动或停止相关外部装置，使之开通或者关闭。进一步在电源和电机之间设置一软起动装置，控制装置的输出连接软起动装 置的开机开关和停机开关，以控制电机起动和停机。当储气罐压缩空气压力上升至设定高值时，控制装置控制进气阀控制电磁阀开 通，进气阀关闭，第一接触器释放，第二接触器吸合，电机以星形模式运行；当储气罐 压缩空气压力由设定高值下降至设定低值时，控制装置控制第二接触器释放，第一接触 器吸合，进气阀控制电磁阀关闭，进气阀开通，电机以三角形模式运行。进一步当储气罐压缩空气压力上升至设定高值时，控制装置控制进气阀控制电磁阀开 通，进气阀关闭，第一接触器释放，第二接触器吸合，电机以星形模式运行；控制装置 判断储气罐压缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ，如果压力下降率Δ ρ/Δ T大于或等于某一个设定值时，控制装置控制第二接触器继续吸合，电机连续以星形模式运行；如果压力下降 率Δρ/ΔΤ小于或等于某一个设定值时，控制装置控制第一接触器和第二接触器释放， 电机断电停机；当储气罐压缩空气压力由设定高值下降至设定低值时，电机重新起动。进一步对于设置软起动装置的空气压缩机，当储气罐压缩空气压力上升至设定高值时，控制装置控制进气阀控制电磁阀开 通，进气阀关闭，第一接触器释放，第二接触器吸合，电机以星形模式运行；控制装置 判断储气罐压缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ，如果压力下降率Δρ/ΔΤ大于或等于某一个设 定值时，控制装置控制第二接触器继续吸合，电机继续以星形模式运行；如果压力下降 率Δρ/ΔΤ小于或等于某一个设定值时，控制装置输出软起动装置的停机信号，电机停 机；当储气罐压缩空气压力由设定高值下降至设定低值时，电机重新起动。进一步在压缩空气发生器和储气罐之间依次设置至少一个旁路排气阀和一个 单向阀，旁路排气阀在控制装置的控制下，在一定时刻开通，使压缩空气发生器与外部 大气保持一段时间的相通。进一步控制装置的输出连接至旁路排气阀，控制装置根据压力传感器的检测 信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检测信号上升至设定高值时开通，在压缩空 气发生器正常工作时关闭。进一步控制装置的输出连接至旁路排气阀，控制装置根据压力传感器的检测 信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检测信号上升至设定高值时开通，在压缩空 气发生器正常工作时关闭；以及，控制装置的输出连接至进气阀控制电磁阀，控制装置 根据压力传感器的检测信号，在压力传感器的检测信号上升至设定高值时，控制所述进 气阀控制电磁阀开通，进气阀关闭，在压缩空气发生器正常工作时，控制进气阀控制电 磁阀关闭，进气阀开通。进一步控制装置的输出连接至旁路排气阀，控制装置根据压力传感器的检测 信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检测信号上升至设定高值时开通，在压缩空 气发生器正常工作时关闭和控制装置的输出连接至进气阀控制电磁阀，控制装置根据压 力传感器的检测信号，在压力传感器的检测信号上升至设定高值时，控制所述进气阀控 制电磁阀开通，进气阀关闭，在压缩空气发生器正常工作时，控制进气阀控制电磁阀关 闭，进气阀开通；以及，控制装置的输出连接至旁路排气阀，控制所述旁路排气阀在电 机带动压缩空气发生器起动时开通，在压缩空气发生器正常工作时关闭和控制装置的输 出连接至进气阀控制电磁阀，在电机带动压缩空气发生器起动时，控制进气阀控制电磁 阀开通，进气阀关闭，在压缩空气发生器正常工作时，控制进气阀控制电磁阀关闭，进 气阀开通。本实用新型的有益效果通过计算机控制系统的参与控制，配合相应的执行机 构，可以实现空气压力的更加精准的设置和控制，动作更加可靠，整个系统的运行更灵 活。能够根据现场的不同要求，实时调整运行参数。空气压缩机起动时，进气阀的关闭和旁路排气阀的开通，可以保证空气压缩机 在极轻的负载下起动。空气压力上升至设定高值后，进气阀的关闭和旁路排气阀的开 通，泻放压缩空气发生器内的高压气体，使压缩空气发生器内部为常压，且电机由三角 形运行模式切换为星形运行模式，电机在星形方式下工作，因为电压较低，运行电流小，同时功率因数高，电源利用率高，空气压缩机能耗大大减少。并且，当空气压力上升至设定高值后，通过控制装置判断储气罐压缩空气压力 下降率Δρ/ΔΤ，在用气量较少的情况下，电机停机，这又为空气压缩机的运行减少了大 量的能耗。由上所述，通过电机运行模式的转换、电机运行与停机的交替，以及进气阀和 旁路排气阀关闭与开通的组合，减少了空气压缩机的运行能耗，实现最佳节能控制。
附图1为与本实用新型相关联的空气压缩机的一个实施例的框图；附图2为用于解释电机运行模式、运行电流以及进气阀工作状态示意图；附图3为另一种用于解释电机运行模式、运行电流以及进气阀工作状态示意 图；附图4为与本实用新型相关联的空气压缩机的第二个实施例的框图；附图5为与本实用新型相关联的空气压缩机的第三个实施例的框图；附图6为用于解释电机运行模式、运行电流以及进气阀、旁路排气阀工作状态 示意图；附图7为另一种用于解释电机运行模式、运行电流以及进气阀、旁路排气阀工 作状态示意图。图中1.电机，2.压缩空气发生器，3.单向阀，4.储气罐，5.压力传感器，6.进气阀控 制电磁阀，7.空气过滤器，8.软起动装置，9.进气阀，10.控制装置，11.导气管，12.旁 路排气阀，KMl.第一接触器，ΚΜ2.第二接触器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细说明。图1所示，为与本实用新型相关联的空气压缩机的一个实施例的框图。Α、B、C三相电源经由开关ZK接入电机1，电机1的三个绕组分别与第一接触 器KMl和第二接触器ΚΜ2连接，第一接触器KMl的吸合用以将电机1连接成为三角形 运行模式，第二接触器ΚΜ2的吸合用以将电机1连接成为星形运行模式。电机1以哪一 种模式运行，由控制装置10根据电机1的起动与否、储气罐4上设置的压力传感器5的 检测信号以及空气压力下降率Δρ/ΔΤ等因素决定。电机1通过皮带或其它方式与压缩空气发生器2连接，同时，过滤器7通过进气 阀9与压缩空气发生器2连接，电机旋转压缩空气发生器2，这样，经过过滤器7和进气 阀9进入压缩空气发生器2内的低压空气就会变成压缩空气。压缩空气经导气管11进入储气罐4中，储气罐4上压力传感器5的检测信号传 送至控制装置10。导气管11连接储气罐4并通过进气阀控制电磁阀6连接至进气阀9， 进气阀控制电磁阀6的控制信号连接至控制装置10。压缩空气发生器除了上面提到的活塞式空压机外，还有电机驱动两个咬合的旋 转转子以相反方向转动产生压缩空气的螺杆式空压机。所述控制装置10包括由中央处理器(简写为CPU)、随机存取存储器(简写为RAM)、只读存储器(简写ROM)、接口电路(以下简写为I/F)通过内部总线(简写为 BUS)连接的计算机单元101，空气压缩机的控制程序保存在ROM中，RAM用于临时保 存执行该程序所需要的数据和计算结果。CPU基于装载到ROM中的控制程序和存储在 RAM中的数据来控制空气压缩机的运行。计算机单元101输出的指令信号通过I/F1018传送给显示单元108，输入单元109 通过I/F1019将设置的参数传送到计算机单元101，因为参数的设置为数字化直接输入， 因此，参数设置极其方便、准确，同时，输入单元109不会受到空气压缩机震动等的影 响，参数的保存可靠。执行单元102、103、104用于将计算机单元101经过I/F1012、I/ F1013、I/F1014输出的指令信号进行相应处理，生成可以对应驱动进气阀控制电磁阀6、 第一接触器KM1、第二接触器KM2的信号。下面将空气压缩机的工作过程详述A、B、C三相电源经由开关ZK接入电机1，同时控制装置10得电进行相应初 始化。通过输入单元109完成设置各种控制参数的工作，如设置空气压力高值PH和压 力低值PL等。压力传感器5检测信号经I/F1011传送至计算机单元101，在电机1带动压缩空 气发生器2首次起动时，压力传感器5检测信号低于设定高值，计算机单元101输出的指 令信号经I/F1012传送至执行单元102并由执行单元102处理，输出进气阀控制电磁阀6 开通信号，储气罐4中的压缩气体通过导气管11和进气阀控制电磁阀6至进气阀9的活 塞进气口，推动活塞动作，进气阀9关闭。同时，计算机单元101输出的指令信号经I/ F1013传送至执行单元103并由执行单元103处理，输出第一接触器KMl释放信号，计 算机单元101输出的指令信号经I/F1014传送至执行单元104并由执行单元104处理，输 出第二接触器KMl吸合信号。这样，压缩空气发生器2便在电机1的星形模式下空载起 动，这时电机1的运行电流较小。当电机1带动压缩空气发生器2运行一个设定的起动时间后，比如15秒，计 算机单元101输出的指令信号经I/F1014传送至执行单元104并由执行单元104处理，输 出第二接触器KMl释放信号，计算机单元101经I/F1013并由执行单元103处理，输出 第一接触器KMl吸合信号。并且，计算机单元101经I/F1012并由执行单元102处理， 输出进气阀控制电磁阀6关闭信号，储气罐4中的压缩气体不能通过导气管11和进气阀 控制电磁阀6至进气阀9的活塞进气口，活塞在弹簧力的作用下，进气阀9开通。这样， 压缩空气发生器2便在电机1的三角形模式下进行压缩空气的工作，这时电机1的运行电 流加大。经过压缩的空气经过导气管11进入储气罐4中。压力传感器5输出的检测信号，通过为I/F1011传送到计算机单元101。当压力 传感器5输出的检测信号上升至设定压力的高值PH时，从计算机单元101输出的指令信 号通过I/F1012、I/F1013、I/F1014分别传送到执行单元102、执行单元103、执行单元 104，经由上述执行单元的处理，分别控制进气阀控制电磁阀6开通、第一接触器KMl释 放、第二接触器KM2吸合，进气阀9关闭。这样，电机1带动压缩空气发生器2以星形 模式卸载运行。因此，电机1的能耗大大降低。压力上升至设定压力的高值PH时，电机1由三角形运行模式转换为星形运行模 式，电机1的运行电流降低，效率提高，有着显著的节能效果。[0061]由于空气的泄漏和压缩空气的使用，储气罐4中压缩空气压力逐渐下降，当压 力传感器5的检测信号小于设定低值PL时，控制装置10控制第二接触器KM2释放，第 一接触器KMl吸合，进气阀控制电磁阀6关闭，进气阀9开通，电机1在三角形模式下 进行压缩空气的工作，储气罐4中压缩空气压力不断提高，同时电机1的运行电流增大。以上，电机1起动后，在压力高值PH和压力低值PL之间，压力上升、压力下 降以及相应的电机1、第一接触器KM1、第二接触器KM2、进气阀控制电磁阀6、进气阀 9的动作过程如此周而复始。以下从图2的详细描述中可以更加明晰这一过程。在图2中，横轴表示时间t，纵轴表示储气罐压缩空气压力P和电机的运行电 流。t21 电机1星形-三角形起动时间。电机从零速起动，为了便于起动，控制 装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)，输出第一接触器KMl释放 信号，输出第二接触器ΚΜ2吸合信号。这样，在t21时间电机1以星形模式完成空载起 动，电机运行电流较小。t22压缩机正常压缩空气时间。电机1完成起动后，控制装置10输出第二接 触器KM2释放信号，第一接触器KMl吸合信号和进气阀控制电磁阀6关闭信号(进气阀 9开通)。这样，在t22时间，压缩空气发生器2便在电机1的运行电流较大的三角形模 式下进行压缩空气的工作，并将储气罐4中压缩空气压力上升至设定压力的高值PH。t23压力下降时间。t23开始时间，储气罐4中空气压力上升至设定压力的高值 PH,控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)、第一接触器KMl 释放信号、第二接触器KM2吸合信号，这样，在t23时间，电机1带动压缩空气发生器2 在星形模式下卸载运行，直至储气罐4中压缩空气压力下降至设定低值PL。t24:压缩机正常压缩空气时间。t24开始时间，储气罐4中空气压力下降至设 定低值PL，控制装置10输出第二接触器释放信号，第一接触器吸合信号，进气阀控制电 磁阀6关闭信号(进气阀开通)，这样，在t24时间，电机1在三角形模式下进行压缩空 气的工作，储气罐4中压缩空气压力不断上升。从t25后，不断重复以上过程。参照图3，进一步在储气罐4中压缩空气压力上升至设定压力的高值PH，电机1带动压缩空气发 生器2以星形模式卸载运行时，为了更大限度地降低电机1的能耗，在一个时间tA内， 控制装置10判断储气罐4内压缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ，如果压力下降率Δρ/ΔΤ大 于或等于某一个设定值时，说明用气量比较大，从压力高值PH到压力低值PL的时间较 短，这时电机1不宜停机，控制装置10控制第二接触器ΚΜ2继续吸合，电机1以星形模 式连续运行。如果压力下降率Δρ/ΔΤ小于或等于某一个设定值时，说明用气量比较小，从 压力高值PH到压力低值PL的时间较长，这时电机1可以停机，控制装置10控制第一接 触器KMl和第二接触器ΚΜ2释放，电机1断电停机。Δρ/ΔΤ = (PH-PL)/T，因此，由ΔΤ内的压力变化Δρ，可以推算出从压力 高值PH到压力低值PL的维持时间，因此，实际上，判断储气罐4压缩空气压力下降率 Δρ/ΔΤ的大小也就可以转化为判断压力高值PH到压力低值PL的维持时间的长短。[0073]图3的详细描述中可以帮助更加明晰这一过程。tq(同图2的t21):电机1星形-三角形起动时间。电机从零速起动，为了便于 起动，控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)，输出第一接触器 KMl释放信号，输出第二接触器KM2吸合信号。这样，在tq时间电机1以星形模式完 成空载起动。t31 (同图2的t22)压缩机正常压缩空气时间。电机1完成起动后，控制装置 10输出第二接触器KM2释放信号，第一接触器KMl吸合信号和进气阀控制电磁阀6关 闭信号(进气阀9开通)。这样，在t31时间，压缩空气发生器2便在电机1的三角形模 式下进行压缩空气的工作，并将储气罐4中压缩空气压力上升至设定压力的高值PH。 Δ 压力下降率Δρ/ΔΤ判断时间。在tA开始时间，储气罐4中空气压力上 升至设定压力的高值PH，控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关 闭)、第一接触器KMl释放信号、第二接触器KM2吸合信号，这样，在tA时间，电机 1带动压缩空气发生器2在星形模式下卸载运行。同时，在时间tA内，计算机单元101 运行一个压力下降率Δρ/ΔΤ判断程序。t32当压力下降率较大时的运行时间。在t△时间，控制装置10判断储气罐压 缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ大于或等于某一个设定值时，控制装置10继续输出进气阀控 制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)、第一接触器KMl释放信号、第二接触器ΚΜ2吸 合信号，电机1继续以星形模式卸载运行，直至储气罐4中压缩空气压力下降至设定低值 PL。t33:压缩机正常压缩空气时间。在t33开始时间，储气罐4中空气压力下降至 设定低值PL，控制装置10输出第二接触器KM2释放信号，第一接触器KMl吸合信号， 进气阀控制电磁阀6关闭信号(进气阀开通)，这样，在t33时间，电机1在三角形模式 下进行压缩空气的工作，并将储气罐4中压缩空气压力上升至设定压力的高值PH。 Δ 压力下降率Δρ/ΔΤ判断时间。在第二个tA开始时间，储气罐4中空气 压力上升至设定压力的高值PH，控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀 9关闭)、第一接触器KMl释放信号、第二接触器KM2吸合信号，这样，在tA时间， 电机1带动压缩空气发生器2在星形模式下卸载运行。同时，在时间tA内，计算机单元 101运行一个压力下降率Δρ/ΔΤ判断程序。t34:当压力下降率较小时的运行时间。在tA时间，控制装置10判断储气罐压 缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ小于或等于某一个设定值时，控制装置10输出进气阀控制电 磁阀6开通信号(进气阀9关闭)、第一接触器KMl释放信号、第二接触器ΚΜ2释放信 号，电机1断电停机，直至储气罐4中压缩空气压力下降至设定低值PL。tq(同图2的t21)电机1星形-三角形起动时间。因为t34时间电机1的停 机，控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)，第一接触器KMl 释放信号，第二接触器KM2吸合信号。这样，在tq时间电机1以星形模式完成空载起 动。在从t35后，不断重复以上过程。进一步为了更加平滑地实现电机1的起动，在电源和电机1之间设置一软起动 装置8。10[0084]软起动装置8设有开机开关ANl和停机开关AN2，控制装置10的执行单元105 和执行单元106的输出信号分别与开机开关ANl和停机开关AN2并联。通过开机开关 ANl或根据计算机单元101的指令，由执行单元105输出的开机信号，可以实现软起动装 置8的开机，电机1带动压缩空气发生器2工作，并且在设定的软起动时间后完成软起动 过程。通过停机开关AN2或根据计算机单元101的指令，由执行单元106输出的停机信 号，可以实现软起动装置8的停机。参见图4，说明本实施例的工作过程。A、B、C三相电源经由开关ZK、软起动装置8接入电机1，同时控制装置10得 电进行相应初始化。控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号(进气阀9关闭)，输出第一接 触器KMl吸合信号，输出第二接触器KM2释放信号，电机1连接成三角形运行模式。 通过手动按软起动装置8的开机开关ANl或者由控制装置10生成软起动装置8的开机信 号，软起动装置8输出缓慢增加的电压带动电机1以三角形模式完成一定时间延时的软起 动过程。电机1完成软起动后，电机1在三角形工作模式下进行压缩空气的工作，储气罐 4中空气压力不断上升。当压缩空气压力上升至设定高值PH时，控制装置10控制进气 阀控制电磁阀6开通，进气阀9关闭，第一接触器KMl释放，第二接触器KM2吸合，电 机1在星形模式下工作。当储气罐4中空气压力下降至设定低值PL，控制装置10输出第二接触器KM2 释放信号，第一接触器KMl吸合信号，进气阀控制电磁阀6关闭信号(进气阀开通)， 这样，电机1又在三角形模式下进行压缩空气的工作，在储气罐4中空气压力不断提高， 依次，上述过程不断重复。为了减少电机1的运行能耗，进一步在储气罐4中空气压力上升至设定压力的高值PH，电机1带动压缩空气发生器2 在星形模式下卸载运行时，为了更大限度地降低电机1的能耗，在一个时间tA内，控制 装置10判断储气罐4压缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ，如果压力下降率Δ ρ/Δ T大于或等 于某一个设定值时，控制装置10控制第二接触器继续吸合，电机以星形模式连续运行。如果压力下降率Δρ/ΔΤ小于或等于某一个设定值时，说明用气量比较小，从 压力高值PH到压力低值PL的时间较长，这时电机1可以停机，控制装置10输出软起动 装置8的停机信号。由Δρ/ΔΤ = (PH-PL)/Τ，可以推算出在压力高值PH到压力低值PL的维持时 间，因此，实际上，判断储气罐4压缩空气压力下降率Δρ/ΔΤ的大小也就可以转化为判 断压力高值PH到压力低值PL的维持时间的长短。当储气罐4中空气压力下降至设定低值PL，控制装置10的执行单元105输出软 起动装置8的开机信号，以及，控制装置10输出进气阀控制电磁阀6开通信号，第一接 触器KMl吸合信号，第二接触器ΚΜ2释放信号，软起动装置8输出缓慢增加的电压带动 电机1以三角形模式完成一定时间延时的电机1的再次软起动过程。为了更加轻载起动和减少电机1星形运行的能耗，进一步在压缩空气发生器2和储气罐4之间依次设置至少一个旁路排气阀12和一个单向阀3。在储气罐4的压力传感器5达到设定的高值PH时，电机1结束三角形运行模 式，转换为星形运行模式运行，虽然此时进气阀控制电磁阀6通电吸合，进气阀9关闭， 大大降低了电1机的运行电流，但是由于电机1带动的压缩空气发生器2腔内存有高压空 气，电机1仍然需要克服额外的一些阻力。因此，极有必要将压缩空气发生器2腔内的 高压空气排空。旁路排气阀12在控制装置10的控制下，在一定时刻开通，可以使压缩空气发生 器2与外部大气保持一段时间的相通，这样，压缩空气发生器2内的压力即为外部大气的 常压。旁路排空阀12和进气阀9的配合使用，能够有效减少电机1的能耗。参见附图5，控制装置10的执行单元107的输出信号连接至旁路排气阀12，CPU 基于装载到ROM中的控制程序和存储在RAM中的数据来控制旁路排气阀12的运行。下面在以上叙述的压缩机工作的基础上，说明旁路排空阀12单独及其与进气阀 9的配合使用情况。为了简洁明了，下面叙述对于重复的部分不再重述，1.旁路排气阀12仅在电机1的起动时的应用控制装置10控制所述旁路排气 阀12，只在电机1带动压缩空气发生器2起动时开通，在压缩空气发生器2正常工作时关 闭。2.旁路排气阀12和进气阀控制电磁阀6配合电机1的起动的应用控制装置10 控制所述旁路排气阀12在电机1带动压缩空气发生器2起动时开通，在压缩空气发生器 2正常工作时关闭；以及，控制装置10的输出连接至进气阀控制电磁阀6，在电机1带动 压缩空气发生器2起动时，进气阀控制电磁阀6开通，进气阀9关闭，在压缩空气发生器 2正常工作时进气阀控制电磁阀6关闭，进气阀9开通。3.旁路排气阀12仅在压力上升至设定高值PH时的应用控制装置10根据压力 传感器5的检测信号，控制所述旁路排气阀12在压力传感器5的检测信号上升至设定高 值PH时开通，在压缩空气发生器2正常工作时关闭。4.旁路排气阀12和进气阀控制电磁阀6配合压力上升至设定高值PH时的应用 控制装置10根据压力传感器5的检测信号，控制所述旁路排气阀12在压力传感器5的检 测压力到达设定高值时开通，在压缩空气发生器2正常工作时关闭；以及，控制装置10 根据压力传感器5的检测信号，在压力传感器5的检测压力到达设定高值时，控制所述进 气阀控制电磁阀6开通，进气阀9关闭，在压缩空气发生器2正常工作时进气阀控制电磁 阀6关闭，进气阀9开通。5.旁路排气阀12和进气阀控制电磁阀6配合电机1的起动和压力上升至设定高 值PH时的应用控制装置10的输出连接至旁路排气阀12，控制所述旁路排气阀12在电 机1带动压缩空气发生器2起动时开通，在压缩空气发生器2正常工作时关闭和控制装置 10的输出连接至进气阀控制电磁阀6，在电机1带动压缩空气发生器2起动时，进气阀控 制电磁阀6开通，进气阀9关闭，在压缩空气发生器2正常工作时进气阀控制电磁阀6关 闭，进气阀9开通；以及，控制装置10根据压力传感器5的检测信号，在压力传感器5 的检测压力到达设定高值时，控制旁路排气阀12和进气阀控制电磁阀6开通，在压缩空 气发生器2正常工作时旁路排气阀12和进气阀控制电磁阀6关闭，进气阀9开通。以上五种情况，旁路排空阀12可以仅在电机1起动时使用，也可以仅在储气罐 4的压力上升至设定的高值PH时使用，也可以在电机1起动时和在储气罐4的压力上升至设定的高值PH时均发挥作用。同时，旁路排空阀12更可以与进气阀控制电磁阀6共 同作用。附图6、附图7分别对应于附图2、附图3，在增加了旁路排气阀12的情况下， 非常直观地示出了电机1运行模式、运行电流以及进气阀9、旁路排气阀12相互配合时工 作状态示意图。从图6、图7可以看出旁路排空阀12和进气阀9两者结合，可以保证电机1空 车带动压缩空气发生器2的起动和储气罐4的压力上升至设定的高值PH时的轻载运行。此外，下述在电机1的连接线上设置电流互感器的应用，可以加强对于电机的 保护。在电机1的连接线上设置电流互感器，电流互感器的输出信号连接至控制装置 10，控制装置10根据电流传感器的检测信号，当出现设定的故障电流时，控制装置10可 以由执行单元103、104输出第一接触器KMl和第二接触器KM2释放信号，电机1断电停机。在有软起动装置8的情况下，电流互感器的输出信号通过接口电路连接至控制 装置10，经由计算机单元101的处理，当出现设定的故障电流时，控制装置10由执行单 元106输出停机信号，软起动装置8停机。或者，控制装置10由执行单元103、104输 出第一接触器KMl和第二接触器KM2释放信号，电机1断电停机。或者，两者同时动 作，即控制装置10由执行单元106输出停机信号和由执行单元103、104输出第一接触器 KMl和第二接触器KM2释放信号。上述的实施例只是本实用新型的具体实施方式
，各种举例说明不对本实用新型 的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以上所述 的具体实施方式
做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
权利要求1.一种空气压缩机，包括储气罐，所述储气罐存储气动设备所使用的压缩空气；压缩空气发生器，外部空气通过空气过滤器进入压缩空气发生器，所述压缩空气发 生器压缩空气并将压缩空气传送并储存在所述储气罐内； 电机，所述电机驱动压缩空气发生器产生压缩空气；进气阀，设置在空气过滤器和压缩空气发生器之间，所述进气阀在开通状态时，空 气从此进入压缩空气发生器；进气阀控制电磁阀，通过导气管连接在储气罐和进气阀之间，当该进气阀控制电磁 阀开通时，进气阀可由外部空气关闭，反之，进气阀开通；压力传感器，设置在储气罐上，可检测储气罐内的压缩空气压力； 还包括第一接触器，连接电机绕组，控制电机以三角形模式运行； 第二接触器，连接电机绕组，控制电机以星形模式运行； 其特征在于所述空气压缩机还包括一个控制装置，所述控制装置与压力传感器的输出连接，并 根据压力传感器的检测信号，控制进气阀控制电磁阀的开通或关闭；所述控制装置分别与第一接触器、第二接触器连接，并通过控制第一接触器、第二 接触器的吸合或释放，进而控制电机的运行模式或停机。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于所述控制装置包括由中央处理 器、随机存取存储器、只读存储器、接口电路通过内部总线连接的计算机单元，以及与 计算机单元相连接的显示单元、输入单元、执行单元；通过输入单元设置参数，通过接 口电路传送信号，计算机单元将传送的外部检测信号与设置的参数进行比较、判断，并 根据判断结果由接口电路传送信号至相应的执行单元，相应的执行单元起动或停止相关 外部装置，使之开通或者关闭
3.根据权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于在电源和电机之间设置一软起动装置，控制装置的输出连接软启动装置的开机开关 和停机开关，以控制电机起动和停机。
4.根据权利要求1所述的的空气压缩机，其特征在于在压缩空气发生器和储气罐 之间依次设置至少一个旁路排气阀和一个单向阀，旁路排气阀在控制装置的控制下，在 一定时刻开通，使压缩空气发生器与外部大气保持一段时间的相通。
5.根据权利要求4所述的空气压缩机，其特征在于控制装置的输出连接至旁路排 气阀，控制装置根据压力传感器的检测信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检测 信号上升至设定高值时开通，在压缩空气发生器正常工作时关闭。
6.根据权利要求5所述的空气压缩机，其特征在于控制装置的输出连接至旁路排 气阀，控制装置根据压力传感器的检测信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检测 信号上升至设定高值时开通，在压缩空气发生器正常工作时关闭；以及，控制装置的输 出连接至进气阀控制电磁阀，控制装置根据压力传感器的检测信号，在压力传感器的检 测信号上升至设定高值时，控制所述进气阀控制电磁阀开通，进气阀关闭，在压缩空气 发生器正常工作时，控制进气阀控制电磁阀关闭，进气阀开通。
7.根据权利要求5或6所述的空气压缩机，其特征在于控制装置的输出连接至旁路 排气阀，控制装置根据压力传感器的检测信号，控制所述旁路排气阀在压力传感器的检 测信号上升至设定高值时开通，在压缩空气发生器正常工作时关闭和控制装置的输出连 接至进气阀控制电磁阀，控制装置根据压力传感器的检测信号，在压力传感器的检测信 号上升至设定高值时，控制所述进气阀控制电磁阀开通，进气阀关闭，在压缩空气发生 器正常工作时，控制进气阀控制电磁阀关闭，进气阀开通；以及，控制装置的输出连接 至旁路排气阀，控制所述旁路排气阀在电机带动压缩空气发生器起动时开通，在压缩空 气发生器正常工作时关闭和控制装置的输出连接至进气阀控制电磁阀，在电机带动压缩 空气发生器起动时，控制进气阀控制电磁阀开通，进气阀关闭，在压缩空气发生器正常 工作时，控制进气阀控制电磁阀关闭，进气阀开通。
专利摘要本实用新型公开了一种空气压缩机。本实用新型涉及的空气压缩机压力设置方便、可靠，而且可以极大地降低运行能耗。空气压缩机的控制装置，与压力传感器的输出连接，并根据压力传感器的检测信号，控制进气阀控制电磁阀和旁路排气阀的开通或关闭；以及，所述控制装置分别与第一接触器、第二接触器连接，控制电机运行模式，并根据压力下降率Δp/ΔT进而控制电机的运行或停机。通过计算机控制系统的参与控制，配合相应的执行机构，可以实现空气压力的更加精准的设置和控制；根据控制装置的设定，电机运行与停机的配合，以及进气阀与旁路排气阀的配合，大大减少了空气压缩机的能耗。
文档编号F04B49/06GK201802600SQ201020116600
公开日2011年4月20日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者边雁 申请人:边雁