无级气量调节系统和方法与流程

本发明涉及一种无级气量调节系统和方法，属于空气压缩机的控制系统。

背景技术：

无极气量调节装置的系统主要采用贺尔碧格的hydrocom，该系统的结构参见《hydrocom调节系统在新氢压缩机上的应用》（石油化工设备技术，唐汇等）和《活塞式压缩机排气量无级调节系统关键技术的研究》（浙江大学博士学位论文，金江明）。现有的气量调节系统的控制精确度不够，有待进一步改进。

技术实现要素：

本发明提出了一种无级气量调节系统、方法，从系统现场采集信号，提高控制精度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种无级气量调节系统，其特征在于包括：

无级气量调节机构，包括电磁部件、液压部件以及进气部件；

压缩机，包括曲轴、第一气缸和第二气缸，曲轴带动该第一气缸和第二气缸压缩空气；

第一控制器和第二控制器，该第一控制器和第二控制器经压缩机接口单元连接至所述电磁部件，其中，

第一气缸和第二气缸内具有多个压力传感器、温度传感器，至少部分的压力传感器和温度传感器位于缸体内，至少部分的压力传感器和温度传感器位于气缸入口，至少部分的压力传感器和温度传感器位于气缸出口。

在本发明的无级气量调节系统中，还包括相位传感器，该相位传感器位于曲轴上。

一种无极气量调节方法，其特征在于，

在曲轴的飞轮上安装相位传感器，

在第一气缸和第二气缸的缸体安装温度传感器和压力传感器，

在第一气缸和第二气缸的入口安装温度传感器和压力传感器，

在第一气缸和第二气缸的出口安装温度传感器和压力传感器，

相位传感器、温度传感器和压力传感器经压缩机接口单元连接至第一控制器和第二控制器，

第一控制器和第二控制器控制电磁阀的开启时间。

实施本发明的这种无级气量调节系统，具有以下有益效果：在气缸内和气缸出入口设置压力传感器和温度传感器，用于检测气缸的油温和油压。油温和油压发生变动后，调整电磁阀的开闭，提高气量调节精度。

附图说明

图1为本发明的无级气量调节系统的示意图；

图2为本发明的无级气量调节系统的传感器传递示意图；

图3为本发明的无级气量调节系统的结构图；

图4为本发明的无级气量调节机构的示意图；

图5为本发明的电磁部件与液压部件的示意图；

图6为本发明的液压部件的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、2所示，一种无级气量调节系统，包括无级气量调节机构、压缩机、第一控制器和第二控制器。压缩机包括曲轴、第一气缸和第二气缸，曲轴带动该第一气缸和第二气缸压缩空气。第一控制器和第二控制器经压缩机接口单元连接至所述电磁部件。第一气缸和第二气缸内具有多个压力传感器、温度传感器，至少部分的压力传感器和温度传感器位于缸体内，至少部分的压力传感器和温度传感器位于气缸入口，至少部分的压力传感器和温度传感器位于气缸出口。曲轴上设有相位传感器。压力传感器和温度传感器用于检测气缸的油温和油压。油温和油压发生变动后，调整电磁阀的开闭，提高气量调节精度。

参照图3，本发明还公开了无级气量调节系统400，其包括第一支架410，第一支架410上设有曲轴箱420，曲轴箱420的左右分别连接有第一接筒部件421和第二接筒部件422。第一接筒部件421和第二接筒部件422分别连接有第二气缸423和第一气缸424，第一气缸424通过第二支架411支撑，第二气缸423通过第三支架412支撑。曲轴箱420内设有曲轴连杆机构430，曲轴连杆433机构430包括曲轴431、大头瓦432、连杆433、小头瓦434，小头瓦434和十字头铰接。第一气缸424和第二气缸423内设有活塞425，活塞425通过活塞425杆与十字头连接。第一气缸424和第二气缸423上都设有气阀，气阀包括进气部件300和排气阀301，进气部件300和排气阀301呈环形阵列在第一气缸424和第二气缸423上。第一气缸424的容积小于第二气缸423的容积。第一气缸424的排气阀与第二气缸423的进气部件300通过管道连通，在第一气缸424内压缩的气体进入第二气缸423内，进行二级压缩。

如图4至6，无级气量调节机构包括电磁部件100、液压部件200以及进气部件300。电磁部件100控制液压部件200移动，液压部件200调节进气部件300的开闭。电磁部件100包括阀芯110、防爆壳120。防爆壳120固定在过油板220的一侧，所述阀芯110位于该防爆壳120内，该防爆壳120具有一内接地极121。阀芯110经一导电部件130伸出所述防爆壳120，该导电部件130经过绝缘护套140安装在防爆壳120内。该阀芯110伸入所述液压部件200，电磁部件100通电后阀芯110左右移动，控制液压部件200的工作状态。

液压部件200包括一活塞杆210、过油板220、上缸体230、下缸体240以及连接块250。活塞杆210驱动进气部件300。过油板220具有阀腔221和与该阀腔221连通的进油孔222、连通孔223、出油孔224。阀芯110伸入该阀腔221，该阀芯110连通所述进油孔222与连通孔223或者连通进油孔222与连通孔223。上缸体230具有活塞腔231、出油通道232。活塞杆210可滑动地安装在该活塞腔231内，该活塞腔231的顶部连接至所述连通孔223，出油通道232的顶部连接至所述出油孔224，出油通道232的低部连接至活塞腔231的底部。下缸体240内具有一引导环241。引导环241套在所述活塞杆210上并与该活塞杆210组成导流槽242，该导流槽242的一端连接至一卸油口243，另一端与所述活塞腔231的底部连通。上缸体230与下缸体240经一六角螺钉244连接在一起。外部电信号控制阀芯110向内侧移动时，进油孔222中的油液经阀腔221进入连通孔223，再从连通孔223进入活塞腔231。活塞腔231的油液带动活塞杆210向下移动，驱动进气部件300保持开启状态。外部电信号控制阀芯110向外侧移动时，活塞杆210在进气部件300的反作用力下向上移动，活塞腔231中的油液进入经连通孔223进入出油孔224，再从出油通道232沿导流槽242进入卸油口243。油液在流动过程中与活塞杆210侧壁充分接触，降低活塞杆210的移动阻力。

在本发明中，下缸体240具有一导向部245，该导向部245直接套在活塞杆210中并与活塞杆210形成小于0.5mm的间隙246。出油通道232内的油液从该间隙246进入导流槽242。活塞杆210快速移动时，液压油在间隙246中形成油膜，避免空气进入活塞腔231。较佳的，阀芯110具有第一阻挡部111和第二阻挡部112，该第一阻挡部111密封所述阀腔221的开口侧225。当所述阀芯110向所述阀腔221内侧移动时，所述第二阻挡部112隔断进油孔222与连通孔223。当所述阀芯110向所述阀腔221外侧移动时，所述第二阻挡部112隔断出油孔224与连通孔223。

参照图6，活塞杆210外侧面设有环形槽211，该环形槽211与活塞腔231的内侧壁组成油密封区。活塞腔231压缩时，少量油液进入环形槽211，形成油液紊流，阻止进一步泄漏。引导环241的位于导流槽242的下方设有密封环247，所述下缸体240的底部设有泄气口248，泄气口248位于密封环247的下方。连接块250套在活塞杆210的外侧，该连接块250的底部设有填料251。进气部件300中的部分气体从连接块250与活塞杆210的间隙向上流动。密封环247限制该气体上移并将其从泄气口248排出。为制造商的方便，泄气口248和卸油口243均设有管连接件。阀腔221、出油通道232等结构的转弯处设置螺纹密封帽233。

本发明的进气部件300包括阀座310、阀盖320、缓冲弹簧330、阀片340以及压叉装置360。阀盖320内设有第一凹槽321和第二凹槽322，第一凹槽321内设有缓冲弹簧330，第二凹槽322内设有阀片340。缓冲弹簧330将阀片340顶在阀座310上，阀座310上设有进气孔311，阀片340上设有通气孔341，进气孔311和通气孔341错列分布。阀座310、阀盖320和阀片340之间设有一销轴312，该销轴312可以将阀座310、阀盖320和阀片340之间径向位置固定，防止三者之间位置偏移，保证进气部件300正常工作。阀片340在驱动部件作用下上下移动，实现气孔开合。压叉装置360设置在阀座310上方，压叉装置360包括推杆套361、圆盘363和压叉364。推杆套361内设有推杆350和弹簧362，压叉均匀分布在圆盘363上，压叉364部分地位于进气孔311内且与阀片340接触。活塞425杆带动推杆350向下移动，从而使得压叉364顶开阀片340。活塞425杆失去顶部压力时，弹簧362将推杆350顶出。压叉364松开阀片340。本申请通过压叉装置360顶开阀片340与阀座310的开合量，可以控制进气部件300的进气量，以适应压缩机随工艺流程或耗气设备的需要而变化的实际工况。保持气缸中的压力稳定，由于压缩功几乎与排气量成正比例地减少，所以还有很高的运行经济性。

本发明公开了一种无极气量调节方法，在曲轴431的飞轮上安装相位传感器，在第一气缸424和第二气缸423的缸体安装温度传感器和压力传感器。在第一气缸和第二气缸的入口安装温度传感器和压力传感器，在第一气缸和第二气缸的出口安装温度传感器和压力传感器。相位传感器、温度传感器和压力传感器经压缩机接口单元连接至第一控制器和第二控制器。相位传感器、温度传感器和压力传感器检测到的信号经压缩机接口单元连接至控制器，向控制器传递气缸和曲轴状态信号。控制器据此调节电磁阀100的状态，进而调节电磁阀100开启时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。