一种空压机控制系统的制作方法

本发明涉及空压机技术领域，尤其涉及一种空压机控制系统。

背景技术

目前，空压机多用于基础工程建设、钻井、石油、船厂等行业，为各种设备提供源源不断的压缩空气。空压机一般使用在比较恶劣的环境中，现有的空气压缩机的控制方式多为开关进气口阀门加载卸载来调节气压，即当用气量减少时，气压增加，到达上限压力时，关闭进口阀门，使空压机处于空载状态，没有气体压出，这时空压机在做无用功，当气压低于下限压力时，进气口阀门打开加载，这种工作方式会带来气压不稳，影响产品质量。当气压高时电机的负荷增大，耗电量增加。当用气量少而产气量多时，空压机卸载，电机处于空载状态，做无用功，也是在浪费能源。且当气压高时，管道渗漏也是耗电的一种表现。上述的工作方式已不能满足现代工业的发展。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题在于，提出一种空压机控制系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种空压机控制系统，其特征在于，包括：

油气分离器，用于使油气混合物分离并排出压缩气体；

双级压缩机，包括进气阀门、阀门驱动器、一级压缩室和二级压缩室，所述阀门驱动器用于驱动进气阀门进而控制进气阀门的开启、开启角度和关闭；

排出线路，连接双级压缩机中的二级压缩室和油气分离器；

控制线路，包括并联设置的开关阀门控制线路和无级调节控制线路，所述开关阀门控制线路用于控制阀门驱动器的开启和关闭；所述无级调节控制线路用于控制阀门驱动器的驱动力的进而控制进气阀门的开启角度；开关阀门控制线路和无级调节控制线路交替控制进气阀门的开合状态。

优选地，还包括第一回油线路，所述第一回油线路连接油气分离器和双级压缩机，且油气分离器分离出来的油经所述第一回油线路分流到双级压缩机中的一级压缩室和二级压缩室。

优选地，还包括第二回油线路，其中，所述油气分离器包括一级分离室和二级分离室，所述第一回油线路连接一级分离室和双级压缩机，所述第二回油线路连接二级分离室和双级压缩机。

优选地，所述控制线路还包括第一主线路和第二主线路；所述油气分离器、第一主线路、并联设置的开关阀门控制线路和无级调节控制线路、第二主线路和阀门驱动器依次相连。

优选地，所述无级调节控制线路包括第一控制阀、反比例阀和第一副线路，所述第一副线路依次连接第一主线路、第一控制阀、反比例阀和第二主线路。

优选地，所述开关阀门控制线路包括第二控制阀和第二副线路，所述第二副线路依次连接第一主线路、第二控制阀和第二主线路。

优选地，所述控制线路还包括放空阀，所述放空阀包括第一空腔、可在第一空腔中滑动的第一滑块、第一接口、第二接口和第三接口；所述第一空腔左宽右窄；所述第一滑块适配第一空腔，且所述第一滑块左宽右窄；所述第一接口与所述第一空腔的左端连通，所述第二接口与所述第一空腔的右端连通，所述第三接口设于放空阀的侧身并与所述第一空腔连通，所述第一滑块右滑可封堵第二接口和第三接口的连通；所述第一接口与开关阀门控制线路和第二主线路的相交处连通，所述第一接口还与第一控制阀和反比例阀之间的第二副线路连通，所述第二接口与油气分离器连通，所述第三接口连通至双级压缩机的进气阀门外。

优选地，所述控制线路还包括空载补气阀，其包括第二空腔、具有弹簧的第二滑块、第四接口和第五接口；所述第二滑块与开关阀门控制线路和第二主线路的相交处连接，所述第二滑块还与第一控制阀和反比例阀之间的第二副线路连接，所述第四接口与所述一级压缩室连通，所述第五接口与油气分离器连通。

优选地，所述第一主线路设置有气水分离器；所述气水分离器设置有冷凝水出口和带弹簧的用于封闭冷凝水出口的封闭阀块。

优选地，所述第一回油线路包括依次相连的滤油器、t型温控阀和油冷器。

本发明设置有控制线路控制双级压缩机的两种模式，通过控制线路可无级调节双级压缩机吸气流量，并使双级压缩机的排气压力始终维持在一个稳定值，另外还可通过控制线路为空载时的双级压缩机补气，降低双级压缩机空载噪音。

附图说明

图1为本发明中控制双级压缩机的系统线路图；

图2为本发明中双级压缩机的立体结构示意图；

图3为本发明中双级压缩机的俯视图；

图4为本发明中空载补气阀的截面图；

图5为本发明中放空阀的截面图；

图6为本发明中气水分离器的部分剖视图；

图7为本发明中反比例阀的立体结构示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1-图7，本发明公开了一种空压机控制系统，其特征在于，包括油气分离器100、双级压缩机200、排出线路300、控制线路400、第一回油线路500和第二回油线路600；所述双级压缩机200吸收外界空气并压缩并与冷却油混合冷却形成油气混合物，所述油气混合物经排出线路300排到油气分离器100中，所述油气分离器100将油气混合物分离，油气分离器100将部分气体排出，部分气体流经控制线路400，通过控制线路400控制双级压缩机200的吸气流量，而从油气分离器100分离出来的油经冷却又流到双级压缩机200的一级压缩室和二级压缩室中，进而循环与双级压缩机200中吸进来的空气混合。

油气分离器100用于使油气混合物分离并排出压缩气体，所述油气分离器100具有排气压力阀110，油气分离器100中的排气压力阀110达到预设的压力就会打开，油气分离器100中的气体经排气压力阀110排出。排气压力阀110连接冷却器120，所述冷却器120用于冷却经排气压力阀110排出的气体；使经排气压力阀110排出的气体的温度比环境温度低15度左右。油气分离器100分离油和气时，通过控制油气分离器100中压力使油气分离器100中油气混合物分离。

所述双级压缩机200用于压缩空气；所述双级压缩机200括进气阀门210、阀门驱动器220、一级压缩室和二级压缩室，所述阀门驱动器220用于驱动进气阀门210进而控制进气阀门210的开启、开启角度和关闭；所述双级压缩机200还具有空气过滤器230，在本次实施例中，进气阀门210的开启角度在0-90度之间。

所述双级压缩机200压缩空气的具体过程：双级压缩机200从外界吸进空气，空气经空气过滤器230、进气阀门210到一级压缩室，在一级压缩室中，空气和冷却油混合冷却并形成油气混合物；油气混合物进入二级压缩室，油气混合物和二级压缩室中的冷却油混合，进而使得油气混合物进一步混合冷却；经二级压缩的油气混合物通过排出线路300排到油气分离器100中。

控制线路400包括并联设置的开关阀门控制线路410和无级调节控制线路420，所述开关阀门控制线路410用于控制阀门驱动器220的开启和关闭；所述无级调节控制线路420用于控制阀门驱动器220的驱动力的进而控制进气阀门210的开启角度；开关阀门控制线路410和无级调节控制线路420交替控制进气阀门210的开合状态。

具体的说，通过控制线路400可控制双级压缩机200的两种模式，分别为无级调节模式和开关模式。

在开关模式下，通过开关阀门控制线路410控制进气阀门210的开启和关闭；进气阀门210开启时，双级压缩机200处于加载状态，双级压缩机200大量吸取外界的空气；进气阀门210关闭时，双级压缩机200处于空载状态，双级压缩机200仅从进气阀门210上的节流进气小孔211吸收少量气体，双级压缩机200空载时吸收少量气体是为了维持双级压缩机200中的压力在3bar左右。

更具体的，通过开关阀门控制线路410为阀门驱动器220供气，在本次实施例中，所述阀门驱动器220可为气缸，也就是说，通过开关阀门控制线路410为气缸供气，通过气缸驱动进气阀门210，使得进气阀门210开启和关闭。

在无级调节模式下：无级调节控制线路420通过控制供气压力进而控制进气阀门210的开启角度，具体的，所述无级调节控制线路420为所述阀门驱动器220供气，在本次实施例中，所述阀门驱动器220为气缸；通过控制供气压力，控制气缸的开启程度，进一步控制进气阀门210的开启角度，从而控制双级压缩机200的进气流量。

优选地，还包括第一回油线路500，所述第一回油线路500连接油气分离器100和双级压缩机200，且油气分离器100分离出来的油经所述第一回油线路500分流到双级压缩机200中的一级压缩室和二级压缩室。分流到一级压缩室、二级压缩室中的油与空气压缩并混合。

优选地，还包括第二回油线路600，其中，所述油气分离器100包括一级分离室120和二级分离室130，所述第一回油线路500连接一级分离室120和双级压缩机200，所述第二回油线路600连接二级分离室130和双级压缩机200，具体的说，通过两级分离油气进而使得油和气分离得更加彻底，在具体的分离过程中，一级分离室120分离出大量的油，而二级分离室130分离出来的油远少于一级分离室120中的在油气混合物的状态时，往往颗粒较小，纯度较高，并且，在二级分离室130中，分离出来的油通过第二回油线路600可直接将冷却油输送到双级压缩机200中，第二回油线路600可将有输送至一级压缩室，也可输送至二级压缩室。

优选地，所述控制线路400还包括第一主线路430和第二主线路440；所述油气分离器100、第一主线路430、并联设置的开关阀门控制线路410和无级调节控制线路420、第二主线路440和阀门驱动器220依次相连，具体的说，在双级压缩机200加载情况下，双级压缩机200吸气，后压缩成油气混合物排出到油气分离器100中，油气分离器100中的一部分气体经排气压力阀110排出，另一部分流经控制线路400控制进气阀门210的开启状态。

优选地，所述无级调节控制线路420包括第一控制阀421、反比例阀422和第一副线路423，所述第一副线路423依次连接第一主线路430、第一控制阀421、反比例阀422和第二主线路440，具体的说，第一控制阀421控制无级调节控制线路420中气体的通断，在无级调节控制线路420通气时，气体流经第一主线路430、第一控制阀421、反比例阀422、第二主线路440为阀门驱动器220供气，所述反比例阀422上装有消音器422a，与反比例阀422配合使用，当反比例阀422动作并调节控制压力时，多余的压缩空气会从安装消音器422a的安装口排出，用于降低并改善压缩空气对外排放的噪音。反比阀可调节进气和出气的压力比可调，在本次实施例中，第一控制阀421为二位三通阀，用于控制无级调节控制线路420的通断。

当油气分离器100中的气体流经反比例阀422的时，流入反比例阀422的气体压力越大，从反比例阀422流出的气体压力越小，通过无级调节控制线路420控制双极压缩机的运行时，可保证双级压缩机200吸收空气流量的稳定性，当油气分离器100中的气体压力比设定的要大时，油气分离器100中的气体流到反比例阀422中，反比例阀422输出更小的气体压力，反比例阀422可泄放气体，当流经反比阀的气体压力较大时，增大反比例阀422泄放气体的量，使从反比例阀422流出的气体压力变小，从而使得进气阀门210开启的角度变小，使得双级压缩机200吸入较小流量的空气，进而降低油气分离器100中气体的存储量，进一步降低油气分离器100中的压力，使油气分离器100中的压力稳定在预设压力值左右。

反之，若油气分离器100中气体压力出现比预设压力较小的情况下，通过反比例阀422减小泄放气体的量，进而使得从反比例阀422流出的气体压力变大；从而使得进气阀门210开启的角度变大，使得双级压缩机200吸入较大流量的空气，油气分离器100中的气体量变大，油气分离器100中的压力变大，使油气分离器100中的压力稳定在预设压力值左右。

也就是说，通过无级调节控制线路420调节在加载状态的双级压缩机200，可使双级压缩机200保持在一个稳定均衡的工作状态。

优选地，所述开关阀门控制线路410包括第二控制阀411和第二副线路412，所述第二副线路412依次连接第一主线路430、第二控制阀411和第二主线路440，通过开关阀门控制线路410控制进气阀门210的开启和关闭；具体的说，开启时，进气阀门210的开启角度为90度，关闭时，进气阀门210的开启角度为0度，所述第二控制阀411为二位三通阀，用于控制开关阀门控制线路410的通断。

优选地，所述控制线路400还包括放空阀450，所述放空阀450包括第一空腔451、可在第一空腔451中滑动的第一滑块452、第一接口453、第二接口454和第三接口455；所述第一空腔451左宽右窄；所述第一滑块452适配第一空腔451，且所述第一滑块452左宽右窄；所述第一接口453与所述第一空腔451的左端连通，所述第二接口454与所述第一空腔451的右端连通，所述第三接口455设于放空阀450的侧身并与所述第一空腔451连通，所述第一滑块452右滑可封堵第二接口454和第三接口455的连通；所述第一接口453与开关阀门控制线路410和第二主线路440的相交处连通，所述第一接口453还与第一控制阀421和反比例阀422之间的第一副线路423连通，所述第二接口454与油气分离器100连通，所述第三接口455连通至双级压缩机200的进气阀门210外。

双级压缩机200在空载情况下，第一控制阀421和第二控制阀411均是断开状态，油气分离器100中气体不能立即散去(排气压力阀110只能在油气分离器100中气压达到预设值时才能打开)，所述放空阀450中第一滑块452左端无气流通过，故，所述第一滑块452左端受到的压力为大气压，而第一滑块452的右端受到来自油气分离器100的压力(油气分离器100中的气不能立即散去)，油气分离器100的压力远高于大气压，左推第一滑块452，使得第二接口454和第三接口455连通，所述油气分离器100中的残余气体通过放空阀450排到双级压缩机200的进气阀门210外。所述放空阀450设置有调节螺母可调节所述第三接口455的口径，通过调节第三接口455的口径，便可调节油气分离器100中气压，进一步改变油气分离的效率，可保证双级压缩机200在空载时的润滑，还能调节双级压缩机200卸载状态下的能耗在一个合理的范围内。

双级压缩机200在加载情况下，控制线路400中的气压在未经过反比例阀422之前时和油气分离器100中的气压一致，这种情况下，第一滑块452左端的受力面积大，第一滑块452右端受力面积小，两者受到的压强一致，故第一滑块452整体受到往左的力，第一滑块452左滑堵断第二接口454和第三接口455的连通。

优选的，所述控制线路400还包括空载补气阀460，其包括第二空腔461、具有弹簧的第二滑块462、第四接口463和第五接口464；所述第二滑块462与开关阀门控制线路410和第二主线路440的相交处连接，所述第二滑块462还与第一控制阀421和反比例阀422之间的第二副线路412连接，所述第四接口463与所述一级压缩室连通，所述第五接口464与油气分离器100连通。在所述双级压缩机200空载时，进气阀门210关闭，双级压缩机200通过进气阀门210上的小孔进气，油气分离器100内的压缩空气与进气阀门210连通并向一级压缩室泄放压缩空气，从而提高双级压缩机200中一级压缩室吸气的进气压力，降低空压机空载运行时的噪音。

优选地，所述第一主线路430设置有气水分离器431；所述气水分离器431设置有冷凝水出口和用于封闭冷凝水出口的带弹簧的封闭阀块431a。气水分离器431采用旋风分离的方式分离出压缩空气中的水分，分离出的液态水会凝聚在气水分离器431的内壁，凝聚的液滴在重力作用下沉降到气水分离器431底部。该气水分离器431为半自动排水，当有压缩空气通过过滤器230时，排水器自动关闭；当空压机关机后且气水分离器431内的气体压力下降至低于0.3bar时，排水器自动打开，排空气水分离器431中的冷凝水。

优选地，所述第一回油线路500包括依次相连的滤油器510、t型温控阀520和油冷器530，所述第一回油线路500用于对油过滤和控温。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。