本发明涉及一种空压机，特别涉及一种余气利用空压机。
背景技术：
目前大用气量的用户一般采用大型离心式空压机进行供气。这种空压机一旦运行就是全载运行。如果供气用不完，多余的供气就会被排空。与此同时，其他需要更高压力压缩空气的设备却需要通过其他空压机进行供气。多余的供气被排空，而没有被利用到其他需要更高压力压缩空气的设备上，造成了余气浪费。
技术实现要素：
本发明提供一种余气利用空压机，该设备能够把大型离心式空压机的多余供气增压后用到其他需要更高压力压缩空气的设备上，从而让原本需要产气的空压机减少功耗，以减少总体能耗。
本发明提供一种余气利用空压机，包括上游供气设备、主机和进气控制系统；上游供气设备为上游用气设备供气，上游供气设备上设有排空阀，无法被上游用气设备利用的多余供气从排空阀出口排出；进气控制系统包括空气进口，进气压力传感器、进气温度传感器，气动球阀和控制电磁阀；主机上设有主机进口；空气进口与排空阀出口相通，进气压力传感器、进气温度传感器和气动球阀依次串联设置于空气进口至主机进口之间的管道上；气动球阀的执行机构由控制气源提供气动驱动力，控制气源与控制电磁阀的进口相通，气动球阀的执行机构与控制电磁阀的出口相通；进气压力传感器测量进气压力，进气温度传感器测量进气温度；当进气压力和进气温度符合加载条件时，控制电磁阀得电打开，气动球阀的执行机构与控制气源相通，控制气源为气动球阀的执行机构提供气动驱动力使气动球阀打开，主机运行。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：进气控制系统还包括进气电磁阀和进气单向阀；进气电磁阀和进气单向阀依次串联设置于空气进口至主机进口之间与气动球阀并联的管道上，进气单向阀流向为进气方向；还包括油气分离系统，油气分离系统包括油气桶、油细分离器和压力维持阀；主机上设有主机出口，油气桶与主机出口相通，油细分离器设置在油气桶内，控制电磁阀进口与油气桶相通使油气桶内气体成为控制气源，压力维持阀进口与油细分离器出口相通；当油气桶内压力超过压力维持阀设定的压力时，压力维持阀打开；当进气压力和进气温度符合开机条件时，进气电磁阀得电打开，主机运行；当进气压力和进气温度不符合开机条件时，控制电磁阀断电关闭，气动球阀的气动执行机构断气使气动球阀关闭，进气电磁阀延时关闭，主机停机。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：还包括卸放系统，卸放系统包括卸放电磁阀和消音器；卸放电磁阀进口与油气桶顶部相通，消音器设置于卸放电磁阀上方并与卸放电磁阀出口相通；当控制电磁阀断电关闭，气动球阀的气动执行机构断气使气动球阀关闭，进气电磁阀延时关闭，主机停机时，卸放电磁阀得电打开。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：油气分离系统还包括油气桶压力表、观油镜、泄放阀和安全阀；油气桶压力表设置于油气桶桶壁上部，观油镜设置于油气桶桶壁下部，泄放阀设置于油气桶底部，安全阀设置于油气桶上部。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：油气分离系统还包括回油单向阀；回油单向阀进口与油细分离器内的底部位置相通，回油单向阀出口与主机回油口相通。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：油气冷却系统还包括油泵和油过滤器；还包括油气冷却系统和排气系统，油气冷却系统包括风机和油气冷却器，排气系统包括排气球阀和空气出口；油气冷却器气路进口与压力维持阀出口相通，油气冷却器气路出口与排气球阀进口相通，排气球阀出口与空气出口相通；油气冷却器油路进口与油泵出口相通，油气桶底部与油泵进口相通，油气冷却器油路出口与油过滤器进口相通，油过滤器出口与主机的回油口相通；风机提供油气冷却器的冷却风力。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：油气冷却系统还包括出气压力传感器；出气压力传感器设置于压力维持阀和油气冷却器之间管道上；出气压力传感器测量进入油气冷却器之前的空气压力，当油气冷却器之前的空气压力大于设定值时，控制电磁阀断电关闭，气动球阀的气动执行机构断气使气动球阀关闭，进气电磁阀延时关闭，主机停机。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：还包括电机系统，电机系统包括永磁变频电机和变频器；永磁变频电机与主机相连并驱动主机，永磁变频电机上设置有变频器，变频器控制永磁变频电机的频率；当进气压力高于设定值时，变频器控制永磁变频电机的频率提高，当进气压力低于设定值时，变频器控制永磁变频电机的频率降低。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：主机为增压螺杆机，主机上设有主机温度传感器，主机温度传感器能够测量主机的温度；当主机的温度大于设定值时，控制电磁阀断电关闭，气动球阀的气动执行机构断气使气动球阀关闭，主机停机。
进一步，本发明提供一种余气利用空压机，还可以具有这样的特征：进气控制系统还包括精密过滤器；精密过滤器设置于空气进口至进气压力传感器之间的管道上。
本发明提供一种余气利用空压机，通过测量进气情况并在合适时候进行加载，使进气的压力提高，并将加压后的气体用在需要用气的设备上；通过设置与气动球阀并联的旁路，使空压机启动更平稳，通过设置压力维持阀，使油气桶内保持一定压力，使油细分离器分离效果更好，同时也保证空压机的排气压力，通过将空压机产气作为气动球阀的控制气源，使空压机系统结构更简单；通过设置卸放电磁阀和消音器组成的卸放系统，使空压机卸载时压缩空气的卸放更及时和安全；通过设置油气桶压力表、观油镜、泄放阀和安全阀，使得油气桶内油气的情况更容易被掌握，提高油气桶的安全性；通过设置回油单向阀，使油细分离器内的油能够返回至主机，以保证油细分离器的效果；通过设置油泵和油过滤器，保证油循环更安全和高效；通过设置风机和油气冷却器，使油气冷却效果提高；通过设置出气压力传感器，使空压机出气压力不会过高，保证设备运行的安全和效率；通过设置永磁变频电机和变频器，使主机能够根据进气情况调整频率，以保障提供进气的设备工况稳定；通过将增压螺杆机作为主机并在主机上设置主机温度传感器，使空压机能良好适应工况变动并且不会因主机运行温度过高而产生损害；通过在空气进口至进气压力传感器之间设置精密过滤器使空压机运行更安全。
附图说明
图1是余气利用空压机的结构示意图。
附图标记：上游供气设备1、排空阀101、主机2、主机温度传感器201、主机进口202、主机出口203、精密过滤器301、进气压力传感器302、进气温度传感器303、进气电磁阀304、进气单向阀305、气动球阀306、控制电磁阀307、空气进口308、油气桶401、油气桶压力表402、观油镜403、泄放阀404、安全阀405、油细分离器406、油泵407、油过滤器408、回油单向阀409、压力维持阀410、出气压力传感器411、风机501、油气冷却器502、卸放电磁阀601、消音器602、排气球阀701、空气出口702、需要用气设备8、永磁变频电机901、变频器902、上游用气设备10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
如图1所示，一种余气利用空压机，包括上游供气设备1、主机2、进气控制系统、油气分离系统、油气冷却系统、卸放系统和排气系统和电机系统。
上游供气设备1为上游用气设备10供气，上游供气设备1上设有排空阀101，上游供气设备1的多余供气通过排空阀101排出。
主机2为增压螺杆机，主机2上设有主机温度传感器201，主机温度传感器201可以实时测量主机2的温度。
进气控制系统包括精密过滤器301、进气压力传感器302、进气温度传感器303、进气电磁阀304、进气单向阀305、气动球阀306、控制电磁阀307和空气进口308。空气进口308与排空阀101出口相通。精密过滤器301、进气压力传感器302、进气温度传感器303和气动球阀306依次串联设置于空气进口308至主机进口202之间的气路管道上。进气电磁阀304和进气单向阀305，依次串联设置于空气进口308至主机进口202之间与气动球阀306并联的气路管道上，进气单向阀305流向为进气方向。控制电磁阀307出口与气动球阀306的气动执行机构相通，控制电磁阀307通过控制气动球阀306的气动执行机构通断气来控制气动球阀306的开启和关闭。进气压力传感器302测量进气压力，进气温度传感器303测量进气温度。
油气分离系统包括油气桶401、油气桶压力表402、观油镜403、泄放阀404、安全阀405、油细分离器406、油泵407、油过滤器408、回油单向阀409、压力维持阀410和出气压力传感器411。其中控制电磁阀307进口与油气桶401顶部相通，主机出口203与油气桶401相通，在主机2内加压后的油气混合物通过主机出口203流入油气桶401内。油气桶压力表402设置于油气桶401桶壁上部，观油镜403设置于油气桶401桶壁下部，泄放阀404设置于油气桶401底部，安全阀405设置于油气桶401上部。油细分离器406设置于油气桶401内。油泵407进口与油气桶401底部相通。油过滤器408出口与主机2的一个回油口相通。回油单向阀409进口与油细分离器406内的底部位置相通，回油单向阀409出口与主机2的另一个回油口相通，回油单向阀409流向为从油细分离器406至主机2的方向。压力维持阀410进口与油细分离器406出口相通。
油气冷却系统包括风机501和油气冷却器502。风机501为油气冷却器502提供冷却风力。油气冷却器502气路进口与压力维持阀410出口相通，出气压力传感器411设置在压力维持阀410和油气冷却器502之间。油气冷却器502油路进口与油泵407出口相通，油气冷却器502油路出口与油过滤器408进口相通。
卸放系统包括卸放电磁阀601和消音器602，卸放电磁阀601进口与油气桶401顶部相通，消音器602设置于卸放电磁阀601上方并与卸放电磁阀601出口相通。
排气系统包括排气球阀701和空气出口702。油气冷却器502气路出口与排气球阀701进口相通，排气球阀701出口与空气出口702相通。加压过的多余供气通过空气出口702输送至需要用气设备8进行供气。
电机系统包括永磁变频电机901和变频器902，永磁变频电机901通过联轴器固定连接并驱动主机2，变频器902设置在永磁变频电机901上，变频器902能够对永磁变频电机901的频率进行控制。
实施例的工作原理及优点：
大型离心式空压机这类供气设备，一旦运行就是全载运行，多余供气量会根据用气设备的用气量变化。这类供气设备作为上游供气设备1时，将上游用气设备10使用不了的多余供气量通过上游供气设备1上设置的排空阀101的出口接入空气进口308，进气压力传感器302所感应到的进气压力会随着多余供气量的变化而变化。当进气压力传感器302所感应的进气压力满足设定好的开机压力条件，温度传感器303所感应的进气温度满足设定好的开机温度条件时，进气电磁阀304打开，主机2启动，多余供气先后经过进气电磁阀304和进气单向阀305进入主机2，与主机2内的润滑油混合加压，此时气动球阀306处于关闭状态。本例中上述开机压力条件为2.8-3.5bar，上述开机温度条件为0-40℃。
当进气压力传感器302所感应到的进气压力满足设定好的加载压力条件，进气温度传感器303所感应到的进气温度满足设定好的加载温度条件时，控制电磁阀307得电打开，气动球阀306的气动执行机构通气将气动球阀306打开。变频器102以进气压力传感器201所感应到的进气压力值和设定的进气恒压值之间的差值为依据，调整永磁变频电机101的频率。当进气压力值高于进气恒压值时，变频器102提高永磁变频电机101的频率，当进气压力值低于进气恒压值时，变频器102降低永磁变频电机101的频率，使进气压力一直接近进气恒压值。加载压力在开机压力范围内，加载温度在开机温度范围内，本例中加载压力为3bar，加载温度为0-40℃。进气恒压值在开机压力范围内，本例中进气恒压值为3bar。
加压后的油气经过主机2的出气口进入油气桶401并被油气桶401内的油细分离器406分离为润滑油和压缩空气。分离出来的润滑油从油气桶401底部流经油泵407加压后进入油气冷却器502冷却，再经油过滤器408重新进入主机2内。分离出来的压缩空气保持在油气桶401内，直到油气桶401内空气压力超过压力维持阀410设定的关闭状态最高压力值时，压力维持阀410打开，压缩空气从油细分离器406出口流经压力维持阀410，进入油气冷却器502冷却，再经排气球阀701和空气出口702输送至需要供气的需要用气设备8。压力维持阀410设定的关闭状态最高压力值大于油细分离器最低要求压力值和需要用气设备8所需最低供气压力值。
当余气利用空压机满足设定的卸载停机条件时，例如当进气压力传感器302所感应到的进气压力低于最低开机压力时，本例中为低于2.8bar时，控制电磁阀307断电关闭，气动球阀306的气动执行机构断气使气动球阀306关闭。进气电磁阀304延时关闭。卸放电磁阀601通电打开，油气桶401内带压力的气体经消音器602排放到大气中。
满足卸载停机的条件有：
①出气压力传感器411所感应到的压力值高于设定允许值；
②进气压力传感器302所感应到的压力值不满足设定好的开机压力条件；
③进气温度传感器303所感应到的温度值不满足设定好的开机温度条件；
④主机温度传感器201所感应到的温度值高于设定的允许值。
余气利用空压机能够根据大型离心式空压机等上游供气设备1的多余供气量开机、加载、卸载停机和调整频率，在不影响上游供气设备1对与上游用气设备10供气的同时，保证上游供气设备1产生的多余供气能够被加压利用到其他需要较高压力压缩空气的设备上，以减少能耗浪费，实现节能。