專利名稱：一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種智能無級調(diào)節(jié)、高精度、高效節(jié)能為一體的壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具體地說是一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在煉油、化工、天然氣輸送等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用著各種壓縮機，其中往復(fù)壓縮機在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。通常，壓縮機的使用者總是根據(jù)裝置或系統(tǒng)所需的最大容積流量來選擇壓縮機，許多裝置中配備壓縮機時往往開二備一，有的甚至一開一備。然而，壓縮機的實際工況卻是隨工藝流程或耗氣設(shè)備的需要而變化，即使是在滿負荷生產(chǎn)狀態(tài)，仍有相當于一臺壓縮機設(shè)計排量40% 60%左右的壓縮氣體需返回。有的壓縮機組采用“三返一”的回流控制方式，即將富余的壓縮氣體通過旁通管路返回到壓縮機入口，這無疑造成了能源的巨大浪費。此外，壓縮機組沒有逐級返回控制，無法實現(xiàn)逐步緩慢增負荷，不能避免開機時快速升壓造成的對機組及系統(tǒng)的沖擊，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前，壓縮機氣量調(diào)節(jié)方式有很多，但絕大部分不僅浪費能源而且控制速度和精度也不盡人意。例如，普遍采用的旁通調(diào)節(jié)方式，其經(jīng)濟性差，造成能源的巨大浪費；采用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式會影響在低轉(zhuǎn)速時壓縮機的正常運行，而且大功率電動機變頻器的價格十分昂貴；采用的可變余隙腔調(diào)節(jié)的響應(yīng)速度慢，且通常需要較多的人工干預(yù)，可靠性較差；而采用進氣閥的壓叉桿或柱塞式卸荷機構(gòu)只能實現(xiàn)粗略的有級調(diào)節(jié)。隨著環(huán)保節(jié)能形勢的發(fā)展，節(jié)能降耗將成為各企業(yè)的必須，因此開發(fā)新型壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)成為市場的迫切要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述存在的往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的不足，提供一種往復(fù)式壓縮 機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過智能化的調(diào)節(jié)機構(gòu)，快速、精確地控制壓力和流量，實現(xiàn)壓縮機氣量0 100%的連續(xù)無級調(diào)節(jié)，最大限度地節(jié)約能源。本實用新型的技術(shù)方案是:一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包括液壓執(zhí)行器、傳感器、現(xiàn)場測控防爆箱、液壓油站、遠程控制平臺、液壓油管、和測控總線，其特征在于:第一液壓執(zhí)行器2和第二液壓執(zhí)行器2'安裝固定在壓縮機12進氣閥上方的缸蓋上(根據(jù)壓縮機氣缸數(shù)量成對配置液壓執(zhí)行器；每個壓縮機氣缸蓋上安裝兩個液壓執(zhí)行器)，液壓油站3上設(shè)的進出油口連接的液壓油管分別與每個液壓執(zhí)行器的進、回油口相連接；上死點傳感器I安裝固定在飛輪19側(cè)邊的支架上；第一電源線9a和數(shù)據(jù)線10的兩端分別與上死點傳感器I和現(xiàn)場測控防爆箱5連接，第二電源線9b兩端分別與第一液壓執(zhí)行器2、第二液壓執(zhí)行器2'和現(xiàn)場測控防爆箱5連接；第三電源線9c兩端分別與與液壓油站3和現(xiàn)場測控防爆箱5連接，第四電源線9d兩端分別與遠程控制平臺4和現(xiàn)場測控防爆箱5連接。所述的現(xiàn)場測控防爆箱5上的第一測控總線11兩端分別與第一液壓執(zhí)行器2、第二液壓執(zhí)行器2'和現(xiàn)場測控防爆箱5連接(根據(jù)壓縮機氣缸數(shù)量，本實用新型有多對液壓執(zhí)行器)，第二測控總線11,兩端分別與遠程控制平臺4內(nèi)的工控機13和現(xiàn)場測控防爆箱5連接；所述的現(xiàn)場測控防爆箱5上的測控總線18兩端分別與液壓油站3和現(xiàn)場測控防爆箱5連接。所述的液壓油站3上連接的高壓液壓油管7和回流液壓油管8分別與第一液壓執(zhí)行器2和第二液壓執(zhí)行器2'連接，通訊模塊14和輸入輸出設(shè)備15設(shè)置于遠程控制平臺4內(nèi)，通訊模塊14通過通訊總線17與用戶系統(tǒng)電路6連接。本實用新型所述的一種往復(fù)壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電源主回路380V三相電源(L1、L2、L3)通過導(dǎo)線與第一斷路器QFl進線端連接，第一斷路器QFl的出線端(、V、W)與接觸器M的(KM1、KM2、KM3)三只常開觸點，熱繼電器RF和三相電機M并聯(lián)連接；380V三相電源的第一相U、第三相W與第二斷路器QF2通過導(dǎo)線并聯(lián)連接；第二斷路器QF2的出線端的第一號線(I)和第五號線(5)上設(shè)有控制回路，第二號線(2)與第三號線(3)上并聯(lián)連接的有熱繼電器常閉觸點FR1、停止按鈕SBl、第二控繼電器KA2(互鎖觸點a和b、c和d)和起動按鈕SB2。本實用新型所述的控制回路，第一控繼電器KAl的一端與第一電阻Rl—端串聯(lián)連接，第一電阻Rl的另一端與直流+15V連接；第一控繼電器KAl的另一端與第一二極管Vl并聯(lián)、第二電阻R7、與發(fā)光極管V3和第一三極管VTl發(fā)射極連接；其中，第一二極管V1、第二電阻R7和第一發(fā)光二極管VLl串聯(lián)連接，第一三極管VTl的基極分別與第三電阻R3和第四電阻R5的一端連接，第四電阻R5的另一端與第一三極管VTl的集電極對地連接，第三電阻R3的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。在起動按鈕SB2的兩端第三號線(3)與第四號線(4)上并聯(lián)連接的有接觸器常開觸點KM4，第二繼電器KA2互鎖觸點(g與h和s與n);第二繼電器KA2與第五電阻R2 —端連接，第五電阻R2的另一端與直流+15V連接；第二繼電器KA2的另一端分別與第二二極管V2，第六電阻R8，第二發(fā)光二極管VL4，第二三極管VT2的發(fā)射極連接；第二三極管VT2的基極分別與第七電阻R4和第八電阻R6 —端連接，第八電阻R6的另一端與第二三極管VT2的集電極對地連接；第七電阻R4的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。本實用新型的有益效果是:該壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過高品質(zhì)液壓執(zhí)行機構(gòu)與智能化控制平臺相結(jié)合，能快速、精確地控制壓力和流量，智能無級調(diào)節(jié)壓縮機氣量，最大限度地節(jié)約能源。同時，通過人機操作界面，方便人機交流和操作，有利于在煉油、化工、天然氣輸送等工業(yè)領(lǐng)域中進行推廣使用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是圖1的電 路原理圖。
具體實施方式
在本實用新型的第一實施例中，參照附圖1，根據(jù)壓縮機氣缸數(shù)量成對配置液壓執(zhí)行器，每個壓縮機氣缸安裝兩個液壓執(zhí)行器。現(xiàn)以安裝固定在壓縮機12的進氣閥上方的缸蓋上第一液壓執(zhí)行器2和第二液壓執(zhí)行器2'為例；液壓油站3通過液壓油管7和液壓油管8與第一液壓執(zhí)行器2、第二液壓執(zhí)行器2'的進、回油口連接；上死點傳感器I安裝固定在飛輪19側(cè)邊的支架上；現(xiàn)場測控防爆箱5連接有往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的裝置:第一電源線9a和數(shù)據(jù)線10的兩端分別與上死點傳感器I和現(xiàn)場測控防爆箱5連接，第二電源線9b兩端分別與第一液壓執(zhí)行器2、第二液壓執(zhí)行器2'和現(xiàn)場測控防爆箱5連接；第三電源線9c兩端分別與與液壓油站3和現(xiàn)場測控防爆箱5連接，第四電源線9d兩端分別與遠程控制平臺4和現(xiàn)場測控防爆箱5連接。第一測控總線11兩端分別連接在現(xiàn)場測控防爆箱5和第一液壓執(zhí)行器2、第二液壓執(zhí)行器2'上(根據(jù)壓縮機氣缸數(shù)量，本實用新型有多對液壓執(zhí)行器)，第二測控總線11'兩端分別與遠程控制平臺4內(nèi)的工控機13和現(xiàn)場測控防爆箱5連接；所述的現(xiàn)場測控防爆箱5上的測控總線18兩端分別與液壓油站3和現(xiàn)場測控防爆箱5連接。在液壓油站3上連接的高壓液壓油管7和回流液壓油管8分別與第一液壓執(zhí)行器
2、第二液壓執(zhí)行器2'連接，通訊模塊14和輸入輸出設(shè)備15設(shè)置于遠程控制平臺4內(nèi)，通訊模塊14通過通訊總線17與用戶系統(tǒng)電路6連接。在本實用新型附圖2的第二實施例中，電源主回路380V三相電源(L1、L2、L3)通過導(dǎo)線與第一斷路器QFl進線端連接，第一斷路器QFl的出線端(U、V、W)與接觸器KM的(KMU KM2、M3)三只常開觸點，熱繼電器RF和三相電機M并聯(lián)連接；380V三相電源的第一相U、第三相W與第二斷路器QF2通過導(dǎo)線并聯(lián)連接；第二斷路器QF2的出線端的第一號線
(I)和第五號線(5)上設(shè)有控制回路，第二號線(2)與第三號線(3)上并聯(lián)連接的有熱繼電器常閉觸點FR1、停止 按鈕SB1、第二控繼電器KAl (互鎖觸點a和b、c和d)和起動按鈕SB2。在控制回路中，第一電器KAl的一端與第一電阻Rl —端串聯(lián)連接，第一電阻Rl的另一端與直流+15V連接；第一繼電器KAl的另一端與第一二極管Vl并聯(lián)、第二電阻R7、與發(fā)光二極管V3和第一三極管VTl發(fā)射極連接；其中，第一二極管V1、第二電阻R7和第一發(fā)光二極管VLl串聯(lián)連接，第一三極管VTl的基極分別與第三電阻R3和第四電阻R5的一端連接，第四電阻R5的另一端與第一三極管VTl的集電極對地連接，第三電阻R3的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。在起動按鈕SB2的兩端第三號線(3)與第四號線⑷上并聯(lián)連接的有接觸器常開觸點M4，第二繼電器KA2互鎖觸點(g與h和s與n);第二繼電器KA2與第五電阻R2 —端連接，第五電阻R2的另一端與直流+15V連接；第二繼電器KA2的另一端分別與第二二極管V2，第六電阻R8，第二發(fā)光二極管VL4，第二三極管VT2的發(fā)射極連接；第二三極管VT2的基極分別與第七電阻R4和第八電阻R6 —端連接，第八電阻R6的另一端與第二三極管VT2的集電極對地連接，第七電阻R4的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。本實用新型的測控總線、壓縮機、氣缸、工控機、數(shù)據(jù)線和電動機，均有用戶提供?；蛘吒鶕?jù)設(shè)備、工況由本實用新型提供。本實用新型的第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器安裝固定在壓縮機氣缸16的進氣閥上，其的目的在于:通過液壓驅(qū)動控制進氣閥的開啟與關(guān)閉量，從而控制壓縮氣量，液壓執(zhí)行器2的數(shù)量可以根據(jù)壓縮機12的類型和進氣閥數(shù)量進行增減配制；通過液壓油管將液壓油站3與每個液壓執(zhí)行器的進、回油口連接，確保油站油箱中的液壓油輸送至第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器；上死點傳感器I用于獲取壓縮機氣缸16中活塞的即時位置；現(xiàn)場測控防爆箱5為上死點傳感器1、第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器、液壓油站3提供安全電源；現(xiàn)場測控防爆箱5通過測控總線11實現(xiàn)各類信號傳輸，通過信號線路10實現(xiàn)對上死點信號的采集，通過監(jiān)測總線18實現(xiàn)對液壓油站電機的啟?？刂疲瑢σ簤河驼?的油壓、油溫、油位及油濾狀態(tài)進行報警監(jiān)測；現(xiàn)場測控防爆箱5的外部采用防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證測控線路的安全；遠程控制平臺4主要包括工控機13、通訊模塊14及輸入輸出設(shè)備15為現(xiàn)場測控防爆箱5提供電源；通過輸入輸出設(shè)備15連接顯示器、鍵盤及打印機等，方便用戶對該系統(tǒng)進行操控和監(jiān)測。由用戶系統(tǒng)電路6提供的信號通過通訊總線17輸至遠程控制平臺4的通訊模塊14進行信號通訊；遠程控制平臺4的工控機13通過測控總線11與現(xiàn)場測控防爆箱5連接，實時處理壓縮機12運行過程中的狀態(tài)數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)輸至現(xiàn)場測控防爆箱5，現(xiàn)場測控防爆箱5通過測控總線11將數(shù)據(jù)反饋至液壓執(zhí)行器2，從而對進氣閥的開啟和關(guān)閉進行控制，實現(xiàn)壓縮機氣量的無級調(diào)節(jié)。本實用新型的工作原理是:壓縮機電動機20啟動后，帶動飛輪19作高速轉(zhuǎn)動，壓縮機氣缸16中的活塞進行往復(fù)運動。在滿負荷運行工況下，壓縮機氣缸16內(nèi)的氣體進行正常的工作循環(huán)(膨脹過程、進氣過程、壓縮過程及排氣過程)，此時壓縮機氣缸16的進氣閥在膨脹過程處于關(guān)閉狀態(tài)；在進氣過程進氣閥在氣缸16內(nèi)外壓差的作用下開啟，使氣體通過進氣閥進入壓縮機氣缸16，完成氣缸100%容積流量的進氣量；在壓縮過程進氣閥處于關(guān)閉狀態(tài)，氣缸16內(nèi)的氣體在活塞作用下壓縮直至達到排氣壓力，排氣閥打開，進入排氣過程，完成一次氣體壓縮工作循環(huán)。在部分負荷運行工況下，用戶系統(tǒng)電路6通過通訊總線17及輸入輸出設(shè)備15與遠程控制平臺4進行通訊，將控制指令通過測控總線11傳輸至現(xiàn)場測控防爆箱5。同時，上死點傳感器I通過信號線路10將活塞在氣缸16中的即時位置反饋到現(xiàn)場測控防爆箱5，現(xiàn)場測控防爆箱5將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至遠程控制平臺4的工控機13進行處理、運算，再通過測控總線11，由現(xiàn)場測控防爆箱5對液壓油源3和第一液壓執(zhí)行器、第二液壓執(zhí)行器進行控制。當氣缸16內(nèi)的氣體進入壓縮過程時，液壓油站3啟動，液壓油通過高壓液壓管路7流入第一 液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器，第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器在液壓力作用下伸出，頂開進氣閥，使進氣閥被強制保持開啟狀態(tài)，此時已吸入氣缸的部分氣體通過被頂開的進氣閥回流到進氣管而不被壓縮，待活塞運行至用戶所要求的氣量時，第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器縮回，進氣閥關(guān)閉，氣缸內(nèi)余下的氣體開始被壓縮，達到額定排氣壓力后排出。壓縮機12的實際功效與所需的容積流量成正比，大大降低了壓縮機12的消耗，提高了壓縮效率。本實用新型可以采用現(xiàn)場手動操作和遠程計算機控制操作兩種方式:手動操作:合上電源開關(guān)QF0，按下啟動開關(guān)SB2，接觸器KM的線圈通電，在主電路中的三對主觸頭閉合，電動機獲電啟動；與此同時，接觸器KM的常開輔助觸點閉合，將按鈕SB2的常開觸點短接，因此手松開啟動按鈕SB2后線圈KM已完全可以通過輔助出頭維持導(dǎo)電通路。如果需要停止電動機,只需按動停止按鈕SB1，接觸器KM的線圈會失電，主電路中的接觸器KM的三對主觸頭斷開，電動機失電而停止運行。遠程控制操作:工控機向“工控機開啟電機”這一路發(fā)送高電平，會將繼電器KA2閉合，接觸器KM的線圈通電，在主電路中的接觸器KM的三對主觸頭閉合，電動機獲電啟動；接觸器KM的常開輔助觸點閉合，將繼電器KA2的常開觸點短接，使接觸器KM的線圈完全可以通過輔助出頭維持導(dǎo)電通路。如果需要停止電動機，只需向“工控機關(guān)閉電機”這一路發(fā)送高電平，接觸器KM的線圈會失電，主電路中的接觸器KM中的三對主觸頭斷開，電動機失電而停止運 行。
權(quán)利要求1.一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包括液壓執(zhí)行器、傳感器、現(xiàn)場測控防爆箱、液壓油站、遠程控制平臺、液壓油管、和測控總線，其特征在于:第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器安裝固定在壓縮機進氣閥上方的缸蓋上，液壓油站上設(shè)的進出油口連接的液壓油管分別與每個液壓執(zhí)行器的進、回油口相連接，上死點傳感器安裝固定在飛輪側(cè)邊支架上；第一電源線和數(shù)據(jù)線的兩端分別與上死點傳感器和現(xiàn)場測控防爆箱連接，第二電源線兩端分別與第一液壓執(zhí)行器、 第二液壓執(zhí)行器和現(xiàn)場測控防爆箱連接；第三電源線兩端分別與液壓油站和現(xiàn)場測控防爆箱連接，第四電源線兩端分別與遠程控制平臺和現(xiàn)場測控防爆箱連接；現(xiàn)場測控防爆箱上的第一測控總線兩端分別與第一液壓執(zhí)行器、第二液壓執(zhí)行器和現(xiàn)場測控防爆箱連接，第二測控總線兩端分別與遠程控制平臺內(nèi)的工控機和現(xiàn)場測控防爆箱連接；現(xiàn)場測控防爆箱上的測控總線兩端分別與液壓油站和現(xiàn)場測控防爆箱連接；液壓油站上連接的高壓液壓油管和回流液壓油管分別與第一液壓執(zhí)行器和第二液壓執(zhí)行器連接，通訊模塊和輸入輸出設(shè)備設(shè)置于遠程控制平臺內(nèi)，通訊模塊通過通訊總線與用戶系統(tǒng)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:電源主回路380V三相電源(L1、L2、L3)通過導(dǎo)線與第一斷路器進線端連接，第一斷路器的出線端(U、V、W)與接觸器(KM)的三只常開觸點，熱繼電器RF和380V三相電機(M)并聯(lián)連接；380V三相電源的第一相(U)、第三相(W)與第二斷路器通過導(dǎo)線并聯(lián)連接；第二斷路器的出線端的第一號線和第五號線上設(shè)有控制回路，第二號線與第三號線上并聯(lián)連接的有熱繼電器常閉觸點(FRl)、停止按鈕(SBl)、第二繼電器(KA2)和起動按鈕(SB2);第一控繼電器(KAl)的一端與第一電阻(Rl) —端串聯(lián)連接，第一電阻(Rl)的另一端與直流(+15V)連接；第一繼電器(KAl)的另一端與第一二極管(Vl)并聯(lián)、第二電阻(R7)、與發(fā)光二極管(V3)和第一三極管(VTl)發(fā)射極連接；其中，第一二極管(VI)、第二電阻(R7)和第一發(fā)光二極管(VLl)串聯(lián)連接，第一三極管(VTl)的基極分別與第三電阻(R3)和第四電阻(R5)的一端連接，第四電阻(R5)的另一端與第一三極管(VTl)的集電極對地連接，第三電阻(R3)的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于:在起動按鈕(SB2)的兩端第三號線與第四號線上并聯(lián)連接的有接觸器常開觸點(KM4)，第二繼電器(KA2)互鎖觸點；第二繼電器(KA2)與第五電阻(R2) —端連接，第五電阻(R2)的另一端與直流(+15V)連接；第二繼電器(KA2)的另一端分別與第二二極管(V2)，第六電阻(R8)，第二發(fā)光二極管(VL4)，第二三極管(VT2)的發(fā)射極連接；第二三極管(VT2)的基極分別與第七電阻(R4)和第八電阻(R6) —端連接，第八電阻(R6)的另一端與第二三極管(VT2)的集電極對地連接；第七電阻(R4)的另一端通過數(shù)據(jù)線與工控機連接。
專利摘要一種往復(fù)式壓縮機氣量無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于第一、第二液壓執(zhí)行器與壓縮機進氣閥的缸蓋組裝在一起，通過液壓油管將液壓執(zhí)行器與液壓油站相連接，上死點傳感器裝在飛輪側(cè)邊支架上；用第一、第二、第三、第四電源線和數(shù)據(jù)線分別與上死點傳感器、第一、第二液壓執(zhí)行器、遠程控制平臺和現(xiàn)場測控防爆箱連接；用第一、第二測控總線兩端分別與第一液壓執(zhí)行器、第二液壓執(zhí)行器、液壓油站、遠程控制平臺內(nèi)的工控機和現(xiàn)場測控防爆箱連接、通訊模塊和輸入輸出設(shè)備設(shè)置于遠程控制平臺內(nèi)，通訊模塊通過通訊總線與用戶系統(tǒng)電路連接。
文檔編號F04B49/06GK203130459SQ20132009257
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月9日
發(fā)明者陳鎮(zhèn)漢, 陳宜, 陳陽, 趙予吉, 何峰 申請人:陳鎮(zhèn)漢, 陳宜, 陳陽, 趙予吉, 何峰