一种潜孔钻机的空压机控制系统及方法与流程

本发明属于潜孔钻机，具体涉及潜孔钻机的空压机控制系统及方法。

背景技术：

1、潜孔钻机常用于露天矿山爆破孔钻孔施工，也可用于市政工程建设，是露天石方工程的一种重要设备。此类钻机通常包括用来提供压缩空气的空气压缩机(下文简称空压机)等辅助设备，通过压缩气体带动冲击器进行凿岩作业。作业过程中，空压机消耗的功率约占整机消耗功率的三分之二，是耗能大户。

2、空压机功率与耗气量、排气压力直接相关，钻孔过程中，凿岩、洗孔需要消耗压缩气体，且两种工况的气量消耗不同，凿岩过程中耗气量也会随地质状况不断变化。传统的空压机控制系统会根据气量变化对空压机进气阀开度进行实时调节，以降低空压机功率消耗。但发动机转速不随气量消耗而变化，即存在气量消耗较小的情况下发动机依然处于高转速的状态，造成能量浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种潜孔钻机的空压机控制系统及方法，避免发动机一直处于高速运行状态，有效降低燃油消耗。

2、为达到上述目的，第一方面本发明所采用的技术方案是：一种潜孔钻机的空压机控制系统，包括发动机、螺杆机头和油气分离器；螺杆机头和油气分离器通过管路连接；所述发动机驱动所述螺杆机头转动产生压缩气液混合物，所述油气分离器对所述压缩气液混合物分离获得压缩气体，所述油气分离器输送压缩气体至冲击器；

3、所述螺杆机头的进气口设置有进气阀；所述油气分离器上方设有调控端口，所述调控端口通过管路连接加载电磁阀的输入端和压力调节阀的输入端；所述加载电磁阀的输出端、压力调节阀的输出端和进气阀的控制端连通；

4、所述发动机和加载电磁阀电性连接至控制器的输出端，所述控制器的输入端电性连接有压力传感器；所述压力传感器用于检测将所述加载电磁阀输出端和压力调节阀输出端的压力，所述控制器根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速。

5、优选的，所述进气阀的控制端设置有第一单向阀；所述第一单向阀的方向设置为由加载电磁阀输出端和压力调节阀输出端至进气阀的控制端。

6、优选的，所述油气分离器外接有安全阀。

7、优选的，所述油气分离器和冲击器之间设有第二单向阀；所述第二单向阀的方向设置为由油气分离器至所述冲击器。

8、优选的，所述进气阀的输入端设置有进气空滤器。

9、优选的，所述控制器配置有人机交互界面，所述人机交互界面用于输入控制指令和调取检测数据。

10、第二方面本发明提供了一种潜孔钻机的空压机控制方法，包括：

11、判断空压机的工作模式，所述空压机的工作模式包括自适应模式和恒速模式；

12、当所述空压机处于恒速模式时，根据输入转速a控制发动机转动；

13、当所述空压机处于自适应模式并且未接收到加载信号时，所述加载电磁阀处于常开状态，所述油气分离器内的压缩气体通过加载电磁阀和第一单向阀将进气阀关闭，根据预设定转速b1控制发动机转动；

14、当所述空压机处于自适应模式并且接收到加载信号时，控制加载电磁阀关闭，判断潜孔钻机为换杆工作状态或钻进工作状态；若潜孔钻机为换杆工作状态，根据预设定转速b2控制发动机转动；若潜孔钻机为钻进工作状态，根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速。

15、优选的，根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速的方法包括：

16、设定转速控制的压力值p1；设定转速稳定系数k；

17、当压力传感器检测的调节压力p处于k*p1与p1之间时，所述进气阀处于全开状态，控制发动机转速保持当前转速；

18、当调节压力p低于k*p1时，通过提升发动机转速增加油气分离器内的压缩气液混合物，直至达到设定的发动机最大转速；

19、当压力传感器检测的调节压力p大于设定值p1时，通过降低发动机转速减小油气分离器内的压缩气液混合物，直至达到设定的发动机最小转速；若达到发动机最小转速并且压力传感器检测的调节压力p大于设定值p1，油气分离器内的压缩气体通过调节阀和第一单向阀调节进气阀的开度。

20、优选的，所述发动机最小转速设定为1300rpm，所述发动机最大转速设定为1800rpm。

21、优选的，所述压力值p1小于第一单向阀的开启压力。

22、优选的，所述转速稳定系数k设定为0.9。

23、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

24、本发明所述发动机和加载电磁阀电性连接至控制器的输出端，所述控制器的输入端电性连接有压力传感器；所述压力传感器用于检测将所述加载电磁阀输出端和压力调节阀输出端的压力，所述控制器根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速，避免发动机一直处于高速运行状态，有效降低燃油消耗。

技术特征：

1.一种潜孔钻机的空压机控制系统，其特征在于，包括发动机、螺杆机头和油气分离器；螺杆机头和油气分离器通过管路连接；所述发动机驱动所述螺杆机头转动产生压缩气液混合物，所述油气分离器对所述压缩气液混合物分离获得压缩气体，所述油气分离器输送压缩气体至冲击器；

2.根据权利要求1所述的空压机控制系统，其特征在于，所述进气阀的控制端设置有第一单向阀；所述第一单向阀的方向设置为由加载电磁阀输出端和压力调节阀输出端至进气阀的控制端。

3.根据权利要求1所述的空压机控制系统，其特征在于，所述油气分离器外接有安全阀。

4.根据权利要求1所述的空压机控制系统，其特征在于，所述油气分离器和冲击器之间设有第二单向阀；所述第二单向阀的方向设置为由油气分离器至所述冲击器。

5.根据权利要求1所述的空压机控制系统，其特征在于，所述进气阀的输入端设置有进气空滤器。

6.根据权利要求1所述的空压机控制系统，其特征在于，所述控制器配置有人机交互界面，所述人机交互界面用于输入控制指令和调取检测数据。

7.一种潜孔钻机的空压机控制方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的空压机控制方法，其特征在于，根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速的方法包括：

9.根据权利要求8所述的空压机控制方法，其特征在于，所述压力值p1小于第一单向阀的开启压力。

10.根据权利要求8所述的空压机控制方法，其特征在于，所述转速稳定系数k设定为0.9。

技术总结
本发明公开了一种潜孔钻机的空压机控制系统及方法，包括所述发动机驱动所述螺杆机头转动产生压缩气液混合物并输送至油气分离器；所述螺杆机头的进气口设置有进气阀；所述油气分离器上方设有调控端口，所述调控端口通过管路连接加载电磁阀的输入端和压力调节阀的输入端；所述加载电磁阀的输出端、压力调节阀的输出端和进气阀的控制端连通；所述发动机和加载电磁阀电性连接至控制器的输出端，所述控制器的输入端电性连接有压力传感器；所述压力传感器用于检测将所述加载电磁阀输出端和压力调节阀输出端的压力，所述控制器根据所述压力传感器的检测数据控制发动机的转速；避免发动机一直处于高速运行状态，有效降低燃油消耗。

技术研发人员：王永辉,侯杭州,戴真真
受保护的技术使用者：江苏徐工工程机械研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15