专利名称：离心式空压机及其控制方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及空压机技术领域，更具体的说是涉及一种离心式空压机及该离心式空压机的控制方法和控制系统。
背景技术：
离心式空压机即离心式空气压缩机，其工作原理类似鼓风机，即通过叶轮的高速旋转，将空气吸入后进行加速旋转并产生离心力，从而产生动压，再由动压转换为静压，进而形成具有一定压力的压缩空气后输出。离心式空压机属于速度式压缩机，其特点在于无油、结构紧凑、易损部件少、效率高、流量大，广泛应用于工业中需要大量低压力的压缩空气和无油压缩空气的场合。图1示出离心式空压机的基本结构示意图，如图中可以看出，离心式空压机包括依次设置于空气传输主通道上的入口阀(或导叶)11、多级叶轮12和扩压器13，及设置于旁路上的放空阀14，所述放空阀14所在旁路连接于所述空气传输主通道临近所述扩压器 13出口的部分通道，其中入口阀(或导叶)11用于调节所述空气传输通道入口的空气流量，所述多级叶轮12用于提高空气的能量，所述扩压器13用于进一步增大空气压力，而所述放空阀14则是用于对多余的压缩空气进行直接排放，防止发生喘振。现有技术为了使空压机处于安全区工作，需要保证较大的流量，因此，在实际使用中，一般是使用者根据经验，在所需气量较小时，打开所述放空阀14，向大气直接排放，这种方式需要依靠使用者的经验，并且是人工操作，存在可靠性低且耗费较多人力的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种离心式空压机及其控制方法和系统，以实现对离心式空压机的自动控制，高无需耗费较多人力且可靠性。本发明公开的方案如下一种离心式空压机的控制方法，在离心式空压机以用户输入的指定流量或压力值对应的状态进行工作后，包括采集所述离心式空压机中放空阀前端的实测压力与流量；根据压力与流量的对应关系，确定所述实测压力对应的流量为参考流量；调整所述放空阀的开度，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。优选的，上述方法还包括实时采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号并分析所述离心式空压机是否出现喘振前兆；当所述信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，调整压力与流量的对应关系以增大参考流量，使所述放空阀的开度值从第一设定值直接增大至第二设定值。优选的，上述方法还包括
当所述信号指示所述喘振前兆消失后，调整压力与流量的对应关系以逐步减小参考流量，使所述放空阀的开度值从第二设定值逐步下调至第三设定值，所述第三设定值大于所述第一设定值。优选的，上述方法中，所述压力与流量的对应关系为V^ = P + 6，其中P为压力值， h为流量值，a、b为设定系数；所述调整压力与流量的对应关系具体为调整a、b的数值。优选的，上述方法中，所述采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号包括采集所述离心式空压机的震动信号和电流信号；所述信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆包括所述震动信号及电流脉动增大至预设门限。本发明的另一方面提供一种离心式空压机的控制系统，包括分别用于采集所述离心式空压机的放空阀前端的压力及流量的压力传感器和流量传感器；第一控制单元，用于根据所述压力传感器或流量传感器采集的数据，控制所述离心式空压机中的调速器的速度或入口阀的开度，以实现用户输入的指定流量值或压力值；参考流量计算单元，用于根据压力与流量的对应关系，计算所述压力传感器的实测压力对应的参考流量；放空阀操控单元，用于调整所述放空阀的开度值；第二控制单元，用于向所述放空阀操控单元发送控制信息，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。优选的，上述系统还包括与多级叶轮相连，采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号的空压机信号传感器；监视器，用于当所述空压机信号传感器采集的信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而增大参考流量，使所述放空阀的开度值从所述第一设定值直接增大至第二设定值；以及，在喘振前兆消失后，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而逐步减小参考流量以使所述放空阀的开度值从所述第二设定值逐步下调至第三设定值， 所述第三设定值大于所述第一设定值。 优选的，上述系统中，所述压力与流量的对应关系为M = P + 6 ,其中P为压力值， h为流量值，a、b为设定系数；所述参考流量计算单元调整压力与流量的对应关系的方式具体为调整a、b的数值；所述空压机信号传感器包括感应震动传感器和电流传感器；所述喘振前兆包括所述震动信号及电流脉动增大至预设门限。本发明同时还提供一种离心式空压机，包括依次设置于空气传输主通道上的入口阀、多级叶轮和扩压器，及设置于旁路上的放空阀，还包括与上述各部件相连的控制系统， 所述控制系统包括
第一控制单元，用于控制所述入口阀或多级叶轮的调速器以用户输入的指定流量或压力值对应的速度或开度进行工作；分别用于采集放空阀前端的压力及流量的压力传感器和流量传感器；参考流量计算单元，用于根据压力与流量的对应关系，计算所述压力传感器的实测压力对应的参考流量；放空阀操控单元，用于调整所述放空阀的开度值；第二控制单元，用于向所述放空阀操控单元发送控制信息，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。优选的，上述离心式空压机中，所述控制系统还包括与多级叶轮相连，采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号的空压机信号传感器；监视器，用于当所述空压机信号传感器采集的信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而增大参考流量，使所述放空阀的开度值从所述第一设定值直接增大至第二设定值；以及，在喘振前兆消失后，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而逐步减小参考流量以使所述放空阀的开度值从所述第二设定值逐步下调至第三设定值， 所述第三设定值大于所述第一设定值。从上述技术方案可以看出，本发明提供的方案能够接收用户指定流量或压力值后控制离心空压机按照相对应的状态进行工作，并且，通过实时采集实测压力与流量，将根据实测压力计算得到的流量值确定为参考流量，并与实测流量进行比较，按照参考流量调整放空阀的开度(即根据比较结果调整放空阀的开度值，以使所述实测流量尽量趋近于所述参考流量)，在此过程中，用户只需输入所需流量或压力值即可，无需根据经验调整放空阀的开度，节省人力并且保证可靠性。另外，本发明提供的方案还实时监视离心式空压机的工作状态，当确定所述离心式空压机出现喘振前兆时，调整所述压力与流量的对应关系以增大参考流量，从而较大幅度直接增大放空阀的开度，以避免发生喘振。并且，还可以在喘振前兆消失后，逐步调整所述压力与流量的对应关系以逐步减小参考流量，从而逐步减小放空阀的开度，且最终放空阀的开度值要大于出现喘振前兆时的开度值。此调整过程通过多次小幅度调整可较为精确地重新确定压力与流量的对应关系，从而确定合适的放空阀的开度值，以保证离心空压机在不过多浪费能源的情况下避免发生喘振。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种离心式空压机的结构示意图2为压力和流量的对应示意图1 ；图3为压力和流量的对应示意图2 ；图4为本发明实施例提供的一种离心式空压机的控制方法的流程图；图5为本发明实施例提供的另一种离心式空压机的控制方法的流程图；图6为本发明实施例提供的离心式空压机的控制方法中进行放空阀开度值调节的具体流程图；图7为本发明实施例提供的一种离心式空压机的控制系统的结构示意图；图8为本发明实施例提供的另一种离心式空压机的控制系统的结构示意图；图9为本发明实施例提供的又一种离心式空压机的控制系统的结构示意图；图10为本发明实施例提供的另外一种离心式空压机的控制系统的结构示意图；图11为本发明实施例提供的一种离心式空压机的结构示意图；图12为本发明实施例提供的另一种离心式空压机的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种控制离心机空压机的新方案接收用户指定流量或压力值后控制离心空压机按照相对应的状态进行工作，并且，实时采集实测压力与流量，将根据实测压力计算得到的流量值确定为参考流量，并与实测流量进行比较，根据比较结果调整放空阀的开度值，以使所述实测流量尽量趋近于所述参考流量。在此过程中，用户只需输入所需流量或压力值即可，无需根据经验调整放空阀的开度，节省人力并且保证可靠性。为了清楚、充分地介绍本发明技术方案，下面介绍关于喘振的一些知识喘振，指的是介质受到周期性吸入和排出的作用而发生的机械震动；具体的，离心空压机工作过程中，假设出现气体流量过小(即进入叶轮的气体流量小于设定的喘振门限)，导致管网压力大于离心空压机出口压力，从而使得管网气体倒流至空压机，而当压缩机的出口压力大于管网压力时，压缩机又开始排出气体，排出气体后，又回导致离心空压机出口压力小于管网压力，即管网气体又将倒流至空压机，由于输出单向阀频繁的启闭，造成负荷的大幅度波动，引发一定的振动，同时在高速旋转的叶轮周围产生严重的气体漩涡，气流出现混乱，气体由此产生周期性震荡，因能量积累而导致震荡加剧，进而使得离心式空压机连通外围管道(即管网)一起做周期性大幅度震动，这种现象即被形象地称为喘振。对于喘振现象的分析主要采用压力、流量对应示意图，如图2所示，其中P为压力，h为流量，为流量的平方根，nl、n2、n3为在离心空压机不同转速(或者不同入口阀开度)下的不同曲线实例，nl <n2 <n3，即随着转速或者入口阀开度的增大，输入流量和输出压力都增大，并且流量和压力之间满足一定的曲线关系。曲线呈中间高、两端低的形状，通过分析可知若用气量减少，导致流量减少，则此时压力会上升，工作点会向曲线的左边移动，当超越压力最大值后，叶轮将进入不稳定工作区，诱发喘振。发明人根据曲线的特点，将象限分为两个区域位于图中左侧的喘振区和位于右侧的安全区；两个区域的分界线为一条直线，如图2中的直线Μ，其方程式为4h=aP + b...........................................................
(公式1)发明人还发现，如果使离心空压机工作点始终保持在安全区且邻近M的一条直线
7上，则既能够避免发生喘振，又能够减少由于放空阀过大而浪费的能源。如图3所示，直线 N与直线M平行，其方程式与M的方程式基本相同，但a，b值设置不同，直线N始终保持在安全区且邻近M。基于上述发现，本文提出了一种控制离心机空压机的新方案离心式空压机的控制方法和系统。其中，所述离心式空压机的控制方法，在离心式空压机以用户输入的指定流量或压力值对应的状态进行工作后，执行如图4所示流程，包括以下步骤步骤S41、采集离心式空压机中放空阀前端的实测压力与流量。所述放空阀前端泛指放空阀与扩压器之间的管道。采集的具体方式可以是在所述放空阀前端设置压力传感器和流量传感器，分别通过所述压力传感器和流量传感器采集该处的压力和流量，为了不与下文其他名词混淆， 在此将所述压力传感器和流量传感器采集的压力和流量称为实测压力和实测流量。步骤S42、根据压力与流量的对应关系，确定所述实测压力对应的流量为参考流量。所述压力与流量的对应关系指的是上述公式1。采集到实测压力后，根据上述公式1确定对应的最小允许的流量，即如果小于该流量，则会诱发喘振。下面需要以该流量为参考进行放空阀开度的调节，因此将其称为参考流量。步骤S43、调整所述放空阀的开度值，直至所述实测流量等于所述参考流量。具体的，调整所述放空阀的开度，使所述实测流量趋近于所述参考流量。为方便描述，确定所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。可以看出，本实施例中，用户只需在离心空压机工作之前输入指定流量值或压力值，所有操作均可以由程序控制相应硬件完成，无需过多依靠人力，节省人力且可保证可靠性。并且，通过前文对喘振现象的分析而确定的公式1，即可保证离心空压机的工作点保持在安全区且邻近M的一条直线(如图3中的直线N)上，则既能够避免发生喘振，又能够减少由于放空阀过大而浪费的能源。离心式空压机以用户输入的指定流量或压力值对应的状态进行工作的具体过程可以为首先，接收用户输入的指定流量值或压力值，然后，控制离心空压机中的调速器按照对应的速度进行工作(即按照能够提供所述指定流量或压力值的进气速度进行工作)。需要说明的是，调速器的价格比较昂贵，因此在没有条件使用调速器时，可以通过调节入口阀(或导叶)的开度来实现产生用户输入的指定流量或压力的目的。虽说离心空压机中，压力与流量满足一定的关系，但是不同的离心式空压机，其压力值与流量之间的对应关系并非完全相同，而即使对于同一台离心式空压机而言，压力与流量的对应关系也会由于使用时间较长导致设备老化而有变化，虽然变化值不会很大，但会影响离心空压机的精确控制，导致发生喘振现象。针对此问题，本发明实施例在上述图4所示方案的基础上，还包括如图5所示控制过程步骤S51、采集表示离心式空压机工作状态的信号。
所述表示离心式空压机工作状态的信号可以是震动信号、电流信号或者两者的结合。所述信号可以通过设置于离心式空压机上的震动传感器或电流传感器采集得到。具体的，所述震动传感器可以置于多级叶轮的轴上，所述电流传感器可以与所述离心式空压机的电动机的电线连接。步骤S52、判断所述信号是否指示离心式空压机出现喘振前兆，若是，进入步骤 S53，否则，返回步骤S51。在所述离心式空压机出现喘振前兆时，其多级叶轮的震动幅度增大至设定门限， 电动机的电流脉动也会出现异常，例如脉动幅度超过预设门限，因此，可以根据多级叶轮的震动幅度和/或电动机的电流确定所述离心式空压机是否出现喘振前兆。步骤S53、调整压力与流量的对应关系以增大参考流量，从而增大所述放空阀的开度值，返回步骤S51。调整公式ν^ζβΡ + δ中，a、b的值，使得计算得到的j值增大，根据前文步骤 S42 步骤S43所述内容进行操作，即根据增大的参考流量，调整放空阀的开度值(使所述放空阀的开度值从第一设定值增大至第二设定值)，使得实测流量趋近于所述参考流量。所述第一设定值指的是在压力与流量的对应关系下，对应实测压力对应的流量 (即参考流量)，所述放空阀的开度值。不同的“压力与流量的对应关系”，对应不同的放空阀的开度值。初始的压力与流量的对应关系可以通过生产商得到，一般会在产品技术说明书中有所描述。在出厂后，由于工作情况的变化，或者由于设备的老化，导致“压力与流量的对应关系”也会发生变化，如果仍然按照出厂时的“压力与流量的对应关系”，则可能会出现控制不准确的问题，从而发生喘振。因此需要定时对所述“压力与流量的对应关系”进行修正或更新。而在另外实施例中，为了在出现喘振前兆时，能够较好保证离心式空压机出现喘振，可以直接将放空阀的开度直接调整至较大值。但为了更为精确地修正或更新所述压力与流量的对应关系(即上述公式1)，具体的，重新确定公式1中的a、b的值，本发明另外实施例提供的方案是在直接以较大幅度增大所述放空阀的开度值(增大后放空阀的开度值即为所述第二设定值)后，继续采集表示离心式空压机工作状态的信号，判断所述信号是否指示离心式空压机出现喘振前兆，在所述信号指示离心式空压机没有出现喘振前兆(即喘振前兆消失)时，逐步调小放空阀的开度值，最后确定合适的a、b值(以确定合适的开度值)。一般来说，最后确定的开度值(为了方面描述，下文统称为第三设定值)比修改a、 b值之前的“压力与流量的对应关系”下的放空阀开度值(即第一设定值)要大，且其值差 (即两者数值的差值)可以通过实验得到一个范围，并在此范围内选择其中间值。虽然第三设定值可通过实验确定的值差来确定，但实际工作中可能会由于环境的不同而导致出现偏差，因此避免第三设定值设定出现偏差导致离心式空压机发生喘振，本方案采用以较小幅度逐步调小a、b值以使所述放空阀的开度得以逐步调小的方式。综合前文直接将放空阀的开度值从第一设定值调至第二设定值的方式，本案对放空阀的开度值的调节可以称为“快升缓降”，其具体流程如图6所示，包括以下流程在调整放空阀的开度值(使所述放空阀的开度值从第一设定值增大至第二设定值)后，还包括
步骤S61、采集表示离心式空压机工作状态的信号。本步骤与前文步骤S51基本相同。步骤S62、判断所述信号是否指示离心式空压机出现喘振前兆，若是，进入步骤 S63，否则，进入步骤S64。步骤S63、调整压力与流量的对应关系以增大参考流量，从而增大所述放空阀的开度值。本步骤与前文步骤S53基本相同。合理设定第二设定值一方面能够避免出现喘振，使离心式空压机一直工作在安全区域，另一方面避免放空阀的开度值过大导致能源浪费。步骤S64、判断当前放空阀的开度值是否等于第三设定值，若是，进入步骤S65，否则，进入步骤S66。步骤S65、以当前放空阀开度值对应的a、b值更新所述“压力与流量的对应关系”。步骤S66、以预设幅度调小所述放空阀的开度值，返回步骤S61。可以看出，本案采用“快升缓降”的方式对放空阀的开度值进行调整，能够快速将离心式空压机远离喘振区，保证机器安全，并且，能够对“压力与流量的对应关系”进行修正或更新，以降低甚至消除设备老化或环境变化对所述对应关系的影响。本发明同时还提供了实现上述方法的结构，参考图7，为本发明实施例提供的一种离心式空压机的控制系统的结构示意图，如图所示，该系统包括第一控制单元71、压力传感器72、流量传感器73、参考流量计算单元74、放空阀操控单元75和第二控制单元76，其中所述压力传感器72和流量传感器73分别用于采集所述放空阀前端的压力值和流量值(为了方面描述，下文称为实测压力值和实测流量值)。所述前端指的是所述放空阀与所述多级叶轮之间的空气传输通道。所述放空阀操控单元75用于调节所述放空阀的开度值，具体可以是微型电动机。所述第一控制单元71与所述压力传感器72和流量传感器73相连，用于根据所述压力传感器72采集的实测压力值(或流量传感器73采集的实测流量值)，控制所述离心式空压机中的调速器的速度(或入口阀的开度)，以实现用户输入的指定流量值或压力值(为描述方便，下文分别以P*、h*表示指定流量值或压力值)。即将所述压力传感器72和流量传感器73反馈的实测压力值和实测流量值(为描述方便，下文分别以P、h表示实测流量值或压力值)，与用户输入的指定压力值或指定流量值进行比较，根据比较结果控制调速器的速度(或入口阀的开度值)。所述参考流量计算单元74，与所述压力传感器72相连，获取所述压力传感器72采集的实测压力值，根据压力与流量的对应关系(即前文公式1)，计算与所述实测压力值对应的流量(即参考流量#)。所述第二控制单元76与所述参考流量计算单元74及所述放空阀操控单元75相连，以所述参考流量计算单元74计算得到的参考流量为目标，控制所述放空阀操控单元75 调节所述放空阀的开度值。其工作过程可以参照前文方法部分的内容。所述第一控制单元71可以是软件程序，也可以是实体单元，例如如图8所示，所述第一控制单元71包括比较单元711、PID控制器(内置控制方程式Gl) 712和限幅器713，所述比较单元711将用户输入的指定压力值(或指定流量值)，与所述压力传感器72采集的实测压力值(或流量传感器采集的实测流量值)进行比较，PID控制器712根据比较结果产生控制信号，经所述限幅器713限幅处理后传递给调速器或入口阀(或导叶)，使离心式空压机按照需要的强度进行工作(即调速器按照对应的速度进行工作，或者入口阀开度调整为对应开度值，以满足用户的需求)。同样的，所述第二控制单元76可以是软件程序，也可以是实体单元，例如可以包括比较单元761、PID控制器(内置控制方程式G2) 762和限幅器763，如图9所示，所述比较单元761用于比较参考流量与实测流量的大小，而所述PID控制器762则用于根据所述比较单元761的比较结果产生控制信号，所述控制信号经过所述限幅器763的限幅处理后传递给所述放空阀操控单元75。所述控制信号用于指示所述放空阀操控单元75调整所述放空阀的开度值，以使所述实测流量趋近于所述参考流量。具体的，当比较结果指示所述实测流量小于所述参考流量时，所述控制信号为指示放空阀操控单元75调大所述放空阀开度值的控制信号，当比较结果指示所述实测流量大于所述参考流量时，所述控制信号为指示放空阀操控单元75 调小所述放空阀开度值的控制信号。参考图10，为其他实施例提供的离心式空压机的控制系统的另一种结构示意图， 如图所示，所述控制系统在上述实施例的基础上，进一步包括采集离心式空压机工作状态的信号的部件，及对该信号进行分析从而对离心式空压机进行相关控制以避免发生喘振的部件，即空压机信号传感器77和监视器78，其中所述空压机信号传感器77与离心式空压机中的多级叶轮相连，用于采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号。所述监视器78连接所述空压机信号传感器77，其工作职责主要有当所述空压机信号传感器77采集的信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，向所述参考流量计算单元74发送控制信息，指示所述参考流量计算单元74调整压力与流量的对应关系，从而增大参考流量；于是，所述第二控制单元76发送增大放空阀的控制信号，指示放空阀操控单元75调整所述放空阀的开度值(将所述放空阀的开度值从第一设定值增大至第二设定值)；以及，在所述空压机信号传感器77采集的信号指示喘振前兆消失后，向所述参考流量计算单元74发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而减小参考流量，于是，所述第二控制单元76发送减小放空阀的控制信号，指示放空阀操控单元75调整所述放空阀的开度值(从所述第二设定值下调至第三设定值，所述第三设定值大于所述第一设定值)。为了能够在离心式空压机出现喘振前兆时，快速将离心式空压机远离喘振区，保证机器安全，并且，能够对“压力与流量的对应关系”进行修正或更新，以降低甚至消除设备老化或环境变化对所述对应关系的影响。上述放空阀操控单元75对放空阀的开度的调整采用“快升缓降”的方式，该方式的具体实现在前文方法部分已经有详尽介绍，在此不再赘述。所述表示离心式空压机工作状态的信号可以是震动信号、电流信号或者两者的结合，即所述空压机信号传感器77是感应震动传感器、电流传感器，或者由两者组成，所述震动传感器可设置于多级叶轮的轴上，所述电流传感器可以与所述离心式空压机的电动机的电线连接。
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在某些实施例中，还可以进一步包括输入输出设备，用于接收用户输入信息(指定压力值或流量值)，并显示离心式空压机的工作状态。所述输入输出设备可以是触摸屏， 也可以包括显示器及键盘(或鼠标)。对于实施例公开的装置而言，其与实施例公开的方法相对应，相关之处参见装置部分说明即可。前文所述控制系统可以架设在现有离心式空压机中，使所述离心式空压机具有自动调节放空阀开度值的功能。或者，在生产制造离心式空压机时，即将所述控制系统同时设置。无论采用何种设置方式，包括前文所述控制系统的离心式空压机均属于本发明的保护范畴，其基本结构如图11或图12所示，包括依次设置于空气传输主通道上的入口阀111、多级叶轮112和扩压器113、设置于旁路上的放空阀114，以及与上述各部件相连的控制系统115，所述控制系统116的结构已在前文详细介绍过，在此不再赘述。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种离心式空压机的控制方法，其特征在于，在离心式空压机以用户输入的指定流量或压力值对应的状态进行工作后，包括采集所述离心式空压机中放空阀前端的实测压力与流量；根据压力与流量的对应关系，确定所述实测压力对应的流量为参考流量；调整所述放空阀的开度，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括实时采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号并分析所述离心式空压机是否出现喘振前兆；当所述信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，调整压力与流量的对应关系以增大参考流量，使所述放空阀的开度值从第一设定值直接增大至第二设定值。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，还包括当所述信号指示所述喘振前兆消失后，调整压力与流量的对应关系以逐步减小参考流量，使所述放空阀的开度值从第二设定值逐步下调至第三设定值，所述第三设定值大于所述第一设定值。
4.根据权利要求2或3所述的控制方法，其特征在于，所述压力与流量的对应关系为 7^ = ^^ + 6 ,其中P为压力值，h为流量值，a、b为设定系数；所述调整压力与流量的对应关系具体为调整a、b的数值。
5.根据权利要求2、3或4所述的控制方法，其特征在于所述采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号包括采集所述离心式空压机的震动信号和电流信号；所述信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆包括所述震动信号及电流脉动增大至预设门限。
6.一种离心式空压机的控制系统，其特征在于，包括分别用于采集所述离心式空压机的放空阀前端的压力及流量的压力传感器和流量传感器；第一控制单元，用于根据所述压力传感器或流量传感器采集的数据，控制所述离心式空压机中的调速器的速度或入口阀的开度，以实现用户输入的指定流量值或压力值；参考流量计算单元，用于根据压力与流量的对应关系，计算所述压力传感器的实测压力对应的参考流量；放空阀操控单元，用于调整所述放空阀的开度值；第二控制单元，用于向所述放空阀操控单元发送控制信息，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，还包括与多级叶轮相连，采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号的空压机信号传感器；监视器，用于当所述空压机信号传感器采集的信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而增大参考流量，使所述放空阀的开度值从所述第一设定值直接增大至第二设定值；以及，在喘振前兆消失后，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而逐步减小参考流量以使所述放空阀的开度值从所述第二设定值逐步下调至第三设定值，所述第三设定值大于所述第一设定值。
8.根据权利要求6或7所述的控制系统，其特征在于，所述压力与流量的对应关系为 4h=aP + b，其中P为压力值，h为流量值，a、b为设定系数；所述参考流量计算单元调整压力与流量的对应关系的方式具体为调整a、b的数值；所述空压机信号传感器包括感应震动传感器和电流传感器；所述喘振前兆包括所述震动信号及电流脉动增大至预设门限。
9.一种离心式空压机，包括依次设置于空气传输主通道上的入口阀、多级叶轮和扩压器，及设置于旁路上的放空阀，其特征在于，还包括与上述各部件相连的控制系统，所述控制系统包括第一控制单元，用于控制所述入口阀或多级叶轮的调速器以用户输入的指定流量或压力值对应的速度或开度进行工作；分别用于采集放空阀前端的压力及流量的压力传感器和流量传感器；参考流量计算单元，用于根据压力与流量的对应关系，计算所述压力传感器的实测压力对应的参考流量；放空阀操控单元，用于调整所述放空阀的开度值；第二控制单元，用于向所述放空阀操控单元发送控制信息，使所述实测流量趋近于所述参考流量；所述放空阀的开度值在实测流量等同于所述参考流量时为第一设定值。
10.根据权利要求9所述的离心式空压机，其特征在于，所述控制系统还包括与多级叶轮相连，采集表示所述离心式空压机的工作状态的信号的空压机信号传感器；监视器，用于当所述空压机信号传感器采集的信号指示所述离心式空压机出现喘振前兆时，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而增大参考流量，使所述放空阀的开度值从所述第一设定值直接增大至第二设定值；以及，在喘振前兆消失后，向所述参考流量计算单元发送控制信息，以调整压力与流量的对应关系，从而逐步减小参考流量以使所述放空阀的开度值从所述第二设定值逐步下调至第三设定值，所述第三设定值大于所述第一设定值。
全文摘要
本发明涉及一种离心式空压机的控制方法和系统，所述方法在离心式空压机以用户输入的指定流量或压力值对应的状态进行工作后，包括采集离心式空压机中放空阀前端的实测压力与流量；根据压力与流量的对应关系，确定所述实测压力对应的参考流量；调整所述放空阀的开度，使所述实测流量趋近于所述参考流量。本实施例工作过程中，用户只需输入所需流量或压力值即可，无需根据经验调整放空阀的开度，节省人力并且保证可靠性。另外，还实时监视离心式空压机的工作状态，当确定离心式空压机出现喘振前兆时，调整所述压力与流量的对应关系以增大参考流量，从而较大幅度直接增大放空阀的开度，以避免发生喘振。
文档编号F04D29/00GK102518598SQ201110461609
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者曾洪骏, 闫永勤 申请人:北京时代科仪新能源科技有限公司