高效节能双级螺杆式空气压缩机控制系统的制作方法

本发明涉及螺杆式空气压缩机节能技术领域，尤其是高效节能双级螺杆式空气压缩机控制系统。

背景技术：

压缩机现在在很多的领域得到广泛的应用，现有的螺杆式空气压缩机设计复杂，存在很多的压力损失，且设备在使用初期存在低温换热的重大隐患，且为了能够全面监控，需要根据使用场景时时控制调整，避免缺乏对设备的智能控制，存在资源高耗，浪费能源，不利于节能环保的要求。

技术实现要素：

为了解决上述避免缺乏对设备的智能控制存在资源高耗和浪费能源的技术问题，本发明提供高效节能双级螺杆式空气压缩机控制系统。

本发明的技术方案如下：

高效节能双级螺杆式空气压缩机控制系统，包括变频器、空压机主机、电机、两个温度传感器、两个压力控制装置、控制器、油气分离器、换热器，其运行步骤如下：

（1）、启动空压机，变频器启动带动电机；

（2）、电机根据变频器的输出带动主机运行；

（3）、控制器通过传感器的作用，时刻检测空压机各点状态；

（4）一个压力控制装置检测一级主机下面的中间压力，另一个压力控制装置检测排气口压力；

（5）一个温度传感器检测一级主机排气口温度，另一个温度传感器检测二级主机排气口温度；

（6）、控制器根据各点信号的反馈，给定变频器的运行状态；

一级主机排气口温度传感器保护一级主机的油路系统和运行情况，二级主机排气口温度传感器保护系统整体的温度和运行情况，一级主机排气口压力控制装置控制两级主机间的中间压力，使主机系统维持在最佳效率点，所述的二级主机排气口的压力控制装置控制所述系统的排气压力，控制变频器转速的快慢，调节合适的产气量。

使用本发明的技术方案，结构新颖，设计巧妙，布局合理，风道一，冷空气通过电控箱进气口防尘网将大气中的大颗粒灰尘或杂质滤除后，进入电控箱，把电器元件散发的热量通过电控箱冷却风机进入机组内部，冷却电控系统，保障电控系统的正常工作，风道二，冷空气通过机组进气口防尘网将大气中的大颗粒灰尘或杂质滤除后进入机组内部，两路风道同时作用，把主机电机组工作时散发的热量从右至左用散热器风机经换热器后高效流畅的排出，降低机组箱体内部的温度，极大改善主电机组的工作环境，提高机组的工作效率和使用寿命；档流圈不仅提高油气混合物的分离效果，确保油液旋转分离进入桶体底部，阻档油液的飞溅，此时压缩排出的含油气体通过碰撞、拦截、重力作用，绝大部份的油介质被分离下，储存在油气分离器底部；通过温控油滤底座单一部件连接其他管路，一改以往部件多又分散且管理复杂，现在管路简洁，减少了管路之间的线路风险，降低了管路之间的压力损失，节省了时间，提高了工作效率，更加高效；通过温度阀芯，避免在低温情况下，进入换热器的压力损失，降低了空压机低温场景下的故障率，避免产生水分，让油里含水，提供使用寿命；智能控制，根据工况跟踪运行，故障容易排解，解决了两级压缩机的温度问题，提高了两级压缩机的节能效率，更加节能环保，全方面检测空压机使用状态，提高安全使用性能。

附图说明

图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15是本发明设备部分的结构示意图；

图16、17、18、19、20、21、22是本发明设备部分中油气分离器的结构示意图；

图23是本发明设备部分换热器的结构示意图；

图24是本发明设备部分换热器改进前的结构示意图；

图25是本发明控制系统的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图25所示，高效节能双级螺杆式空气压缩机控制系统，包括变频器69、空压机主机7、电机3、两个温度传感器、两个压力控制装置、控制器70、油气分离器26、换热器14，其运行步骤如下：

（1）、启动空压机，变频器启动带动电机；

（2）、电机根据变频器的输出带动主机运行；

（3）、控制器通过传感器的作用，时刻检测空压机各点状态；

（4）、一个压力控制装置检测一级主机下面的中间压力，另一个压力控制装置检测排气口压力；

（5）一个温度传感器检测一级主机排气口温度，另一个温度传感器检测二级主机排气口温度；

（6）、控制器根据各点信号的反馈，给定变频器的运行状态；

一级主机排气口温度传感器保护一级主机的油路系统和运行情况，二级主机排气口温度传感器保护系统整体的温度和运行情况，一级主机排气口压力控制装置控制两级主机间的中间压力，使主机系统维持在最佳效率点，所述的二级主机排气口的压力控制装置控制所述系统的排气压力，控制变频器转速的快慢，调节合适的产气量。

启动控制器70，通过控制器70的处理，输出变频器69的启动信号，变频器69收到控制器70的启动信号和状态信号，驱动电机3，电机3和空压机主机7由联轴器10连接，空压机主机7随电机3同步运转，油气分离器26中的压力也随空压机主机7的运转慢慢上升，首先由压力控制装置a33检测到一级主机的压力，随后压力控制装置b32检测到整机排气口的压力，控制器70接收到压力控制装置a33和压力控制装置b32的反馈信号，控制压缩机的运行状态，给客户提供最优的供气方案；同时，一级温度传感器76检测到空压机主机7一级的温度，随后二级温度传感器75检测到空压机主机7二级的温度，把温度信号反馈给控制器70，调节换热器风机13的运行状态，油路，油气分离器26底部的油在系统的压力作用下，通过温控油滤底座25，此时如果温度达到符合值，温度阀芯控制打开第二通道，通过第二通道经a口到换热器14冷却到b口，经油滤器过滤24后到c口经管路再注入压缩机，并循环使用；如果未能达到符合值，尤其是刚启动的时候，比较普遍，此时油温度低，粘稠度高，经换热器14并不理想，也容易损坏设备，因此温度阀芯控制打开第一通道，经油滤器过滤24后到c口经管路再注入压缩机，并不经过换热器14。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、22所示，控制系统结合空气压缩机，包括空压机机箱1，空压机机箱1的下端设有底盘2，空压机机箱1内设有电机3，电机3底部安装有电机支架8，电机支架8底部装有减震块9，降低负荷，电机3与变频器69连接，电机3与空压机主机7连接，空压机主机7连接进气阀16，进气阀16进气口接有空气过滤器6，空压机主机7通过油气混合管27连接油气分离器26，油气分离器26上部设有压力表31和压力控制装置b32，油气分离器26内的上部设有油气精分芯26-1，油气精分芯26-1内设有回油管5，回油管5上设有单向阀28，回油管5连接空压机主机7的回油口，油气分离器26顶部设有最小压力阀17，最小压力阀17通过气管15连接换热器14，换热器14后端设有换热器风机13，换热器14下端设有排气管12，油气分离器出油口26-4接有温控油滤底座25，温控油滤底座25外部设有a、b和c口，温控油滤底座25内设有第一通道和第二通道，第一通道和第二通道连接处设有温度阀芯，第二通道与a口相连通，温控油滤底座25的a口通过油管b22连接换热器进油口18，换热器出油口19通过油管a20连接温控油滤底座25的b口，b口经油滤器24与c口相通，第一通道经油滤器24与c口相通，温控油滤底座25的c口通过油管c23连接空压机主机7，空压机机箱1内设有电控箱21，压力控制装置b32与最小压力阀17连接，空压机主机7中间腔体设有压力控制装置a33，空压机主机7二级主机排气口设有二级温度传感器75，空压机主机7一级主机排气口设有一级温度传感器76，电控箱21与进气阀16、压力控制装置a33、换热器风机13、温度开关29、压力控制装置b32相连，空压机主机7产生的油气混合气体通过油气分离器26提供气源，气源的压力由控制器70通过压力控制装置的反馈控制，空压机主机7产生的热量由换热器14散热，换热器风机13由控制器70通过温度传感器反馈，控制机组温度。

所述空压机主机7通过中间接体4固定，联轴器10连接，排气管12为用户供气，油气分离器26侧面分别设有加油口26-2、油气分离器出油口26-4，下端设有排污口26-3、温度开关29，油气分离器26中部设有安全阀30。

如图9、10所示，所述电控箱21，包括电控箱体11，电控箱体11内设有电控装置，电控箱体11具有左侧壁和右侧壁，左侧壁上开设有进风口，右侧壁上开设有吸风口，吸风口上安装电控箱冷却风机35，进风口上设有电控箱进气口防尘网36，电控箱冷却风机35位于右侧壁的外侧，左侧壁上在进风口的外侧设有过滤网框架，电控箱进气口防尘网36位于过滤网框架中，进风口位于左侧壁的下部，吸风口位于右侧壁的上部，这种进风口在下、吸风口在上的结构更利于形成对流，从而增强风冷效果。冷空气通过电控箱进气口防尘网36将大气中的大颗粒灰尘或杂质滤除后，进入电控箱21，把电器元件散发的热量通过电控箱冷却风机35进入机组内部，冷却电控系统，保障电控系统的正常工作。通过电控箱冷却风机35进行吸风，空气从进风口进入电控箱体11中，并从吸风口被吸出，因此会在电控箱体11内产生风冷效果，达到对电控装置进行冷却的目的。风道一，冷空气通过电控箱进气口防尘网将大气中的大颗粒灰尘或杂质滤除后，进入电控箱，把电器元件散发的热量通过电控箱冷却风机进入机组内部，冷却电控系统，保障电控系统的正常工作；风道二，冷空气通过机组进气口防尘网73将大气中的大颗粒灰尘或杂质滤除后进入机组内部，两路风道同时作用，把主机电机组工作时散发的热量从右至左用散热器风机经换热器后高效流畅的排出，降低机组箱体内部的温度，极大改善主电机组的工作环境，提高机组的工作效率和使用寿命。

如图12、13所示，所述空压机主机7的输入轴和电机3的输出轴连接，所述空压机机箱1上盖有顶板74，顶板74与空压机机箱1的上端面之间通过磁铁63吸合，磁铁63埋设于顶板74中，顶板74呈矩形，矩形的顶板74的四条边上均设有磁铁63，结构简单，拆卸和安装都非常方便。

如图14、15、23所示，所述换热器14和换热器风机13均安装在导风罩62上，所述导风罩62的下端安装在底盘2上，竖立安装，安装起来非常简便，且不影响散热效果，换热器14左侧为油冷却器，右侧为后冷却器，油冷却器左侧顶部设有换热器进油口18，左侧侧内设有导管59，油冷却器右侧顶部设有换热器出油口19，如图23所示，换热器14采用单流程，通过导管59输送到底部，然后一起向上运动，流阻大大降低，温度稳步降低，产品的可靠性提高，如图24所示，换热器14采用双流程，先从上到下，然后从下到上运动，流阻高，进油口与出油口存在温差，冷热交结处，长时间这种工况下，存在内漏现象，影响产品的的可靠性。

油气分离器26包括桶体，所述桶体内壁的下部设有向内延伸的稳流板，所述的稳流板设有一圈，且均匀分布在所述的桶体内，所述稳流板的纵截面为直角梯形，该直角梯形的直角边与所述桶体的内壁相靠，直角梯形的倾斜的腰由上自下向内倾斜，从而进一步提高稳流板的抗扰流功能，并进一步降低对油气混合气旋转的影响，桶体内壁的下部设有向内延伸稳流板，通过该稳流板可减缓油气混合气在桶体下部的扰动，并且不影响油气混合气的整体旋转效果，从而避免桶体底部积聚的油的波动。

如图16、17所示，油气分离器26包括桶体，桶体上盖有上盖40，桶体的上端设有桶体法兰39，上盖40可拆卸连接在桶体法兰39上，油气精分芯的上端具有外翻的精分压板38，精分压板38靠在桶体法兰39上，精分压板38和桶体法兰39之间通过固定螺栓c37连接，所述桶体法兰39具有一圈下凹的挂圈65，所述的精分压板38靠在所述的挂圈65上，所述精分压板38上还有固定压板66，所述的固定压板66压在所述的精分压板38上，所述的固定螺栓c37穿过所述的固定压板66、精分压板38、挂圈65，所述的固定压板66与精分压板38之间、精分压板38与挂圈65之间均设有密封垫67，桶体外侧壁的上部设有下支架48，所述的转轴46竖向设置在所述的下支架48上；上盖40上设有上支架49，转轴46穿入上支架49中，上支架49上设有轴筒50，转轴46从轴筒50的下端穿入轴筒50中。桶体需敞口时，拧开固定螺栓b72，转动上盖40即可，在安装油气精分芯时，上盖40先敞开，桶体的上端敞口，可通过敞口非常方便地安装油气精分芯，油气精分芯在安装完成之后再盖上上盖40，操作方便，上盖40的具体开拆卸连接方法为：所述上盖40的边缘与所述桶体的上端通过转轴46连接，所述的上盖40盖在桶体上端时该上盖40与桶体法兰39之间通过固定螺栓b72连接。

如图19、20所示，油气分离器26包括桶体，所述的桶体上设有安全管道51，所述安全管道51的末端设有安全阀a52，所述的安全阀a52外罩有安全阀保护罩，安全阀保护罩包括横截面呈半圆形的罩体53和位于下部的连接部，所述的连接部包括裹在安全管道外侧的外夹板54、由外夹板54两端向外延伸的外接耳55，所述的罩体53罩住安全阀a52；所述安全管道的内侧具有与所述的连接部对应的安装部，所述的安装部包括裹在安全管道内侧的内夹板56、由内夹板56两端向外延伸的内接耳57，所述的安全管道51夹在所述的内夹板56和外夹板54之间，所述的内接耳57和外接耳55之间通过螺栓b连接。设置安全阀保护罩对安全阀a52进行保护，避免安全阀a52受到破坏。

如图21所示，油气分离器包括桶体和桶体上端的上盖40，上盖40的边缘与桶体的上端通过转轴46连接，上盖40盖在桶体上端时该上盖40与桶体之间通过固定螺栓b72连接，桶体的外侧壁的上部设有下支架48，所述的转轴46竖向设置在下支架48上；上盖40上设有上支架49，转轴46穿入上支架49中，上支架49上设有轴筒50，转轴46从轴筒50的下端穿入轴筒50中，所述轴筒50的上端还穿入旋紧螺栓64，当上盖40盖在桶体上时，首先拧紧固定螺栓b72，然后拧紧旋紧螺栓64，使旋紧螺栓64的下端与转轴46相顶，进一步稳固结构，在拆卸时只需将固定螺栓b72拆下来，转动上盖40即可，使上盖不再盖在桶体上端，此时便可对油气分离器进行维修等操作，而不需要将上盖完全拆下来。

空气通过空气过滤器6将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气阀16进入空压机主机7，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离器26，油气分离器内有油气精分芯26-1，上端设有压力控制装置b32和压力表31，中部设有加油口26-2、安全阀30及安全阀保护罩，下侧设有观油镜、油气分离器出油口26-4和温度开关29，底部设有排污口26-3，油气混合物通过进油口进入油气分离器，进行旋转分离，油液在油气分离器底部聚集，在稳流板的作用下，稳定液面，档流圈61环设在桶体下部内壁，形似圆台状：作用一，提高油气混合物的分离效果；作用二，油液旋转分离进入桶体底部，阻档油液的飞溅，此时压缩排出的含油气体通过碰撞、拦截、重力作用，绝大部份的油介质被分离下，储存在油气分离器26底部，这时分成两路：油路和气路，气路，油气混合物进入油气精分芯进行二次分离，得到含油量很少的压缩空气，当空气被压缩到规定的压力值时，最小压力阀17开启，排出压缩空气到换热器14进行冷却，最后送入使用系统；油路，油气分离器底部的油在系统的压力作用下，通过温控油滤底座25，此时如果温度达到符合值，温度阀芯控制打开第二通道，通过第二通道经a口到换热器14冷却到b口，经油滤器过滤24后到c口经管路再注入压缩机，并循环使用；如果未能达到符合值，尤其是刚启动的时候，比较普遍，此时油温度低，粘稠度高，经换热器14并不理想，也容易损坏设备，因此温度阀芯控制打开第一通道，经油滤器过滤24后到c口经管路再注入压缩机，并不经过换热器14，保证了设备的良好运行，电控箱21的面板上设有控制面板、显示屏及操作键，电控箱21内设有控制器70，控制器70分别连接控制处理器模块、控制电路电源、信号处理模块、各个操作键及显示屏，控制处理器模块分别连接进气阀16、换热器风机13、电机3，信号处理模块分别连接温度传感器、压力控制装置，温度传感器、压力控制装置与控制器70保持数据通信。

实施例2

如图11所示，本实施例与实施例1不同的是所述空压机机箱1的底面上设有空压机主机底座58和电机底座60，空压机主机7安装在空压机主机底座58上，所述电机3底部设有安装座71，安装座71安装在电机底座60上，电机底座60的长度大于安装座71的长度，空压机主机7通过螺栓安装在空压机主机底座58上，安装座71通过螺栓安装在电机底座60上，安装更加方便；另外，电机底座60的长度大于电机3的安装座71的长度，当电机3需要拆下维修维护或保养时，电机3可在电机底座60上挪动，电机3仍旧搁置在电机底座60上，而不必将重量极大的电机3搬离电机底座60，更方便动力电机的维护工作。空压机主机底座58与空压机机箱1的底面之间通过螺栓连接，所述电机底座60与空压机机箱1的底面之间亦通过螺栓连接，空压机主机底座58与空压机机箱1的底面之间具有第一夹层，所述电机底座60与空压机机箱1的底面之间具有第二夹层，所述的第一夹层、第二夹层内设有缓冲机构68，空气压缩机在工作时，缓冲机构68起到缓冲、减震的作用，缓冲机构68可采用柔性件、弹性件（例如橡胶）。

实施例3

如图18所示，本实施例与实施例1不同的是油气分离器26包括桶体和油标41，桶体的上端盖设有上盖a42，桶体底部连通有油标下接管43，桶体下部侧壁连通有油标上接管44，油标上接管44及油标下接管43均与油标41连通，油标上接管44和油标下接管43均采用螺栓a45与油标41连接，上盖a42的边缘与桶体上端通过转轴a46，上盖a42与桶体之间通过固定螺栓a47连接，桶体的外侧壁的上部设有下支架a48，转轴a46竖向设置在下支架a48上，上盖a42上设有上支架a49，转轴a46穿入上支架a49中，上支架a49上设有轴筒a50，转轴a46从轴筒a50的下端穿入轴筒a50中。桶体的上端需敞开时，只需要拧松固定螺栓a47后，转动上盖a42即可，油标41通过油标上接管44和油标下接管43来与桶体连接，因此油标可移动，便于与不同的桶体适配。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。