一種全自動無人監管的空壓機的製作方法

2023-05-19 23:02:06

本實用新型涉及空壓機技術領域，尤其涉及一種全自動無人監管的空壓機。

背景技術：

移動式螺杆空壓機多用於基礎工程建設、鑽井、石油、船廠等行業，為各種設備提供源源不斷的壓縮空氣。移動式螺杆空壓機一般使用在比較惡劣的環境中，現有的螺杆空氣壓縮機的控制方式多為開關進氣口閥門加載卸載來調節氣壓，即當用氣量減少時，氣壓增加，到達上限壓力時，關閉進口閥門，使空壓機處於空載狀態，沒有氣體壓出，這時空壓機在做無用功，當氣壓低於下限壓力時，進氣口閥門打開加載，這種工作方式會帶來氣壓不穩，影響產品質量。當氣壓高時電機的負荷增大，耗電量增加。當氣壓低時，空壓機卸載，電機處於空載狀態，做無用功，也是在浪費能源。且當氣壓高時，管道滲漏也是耗電的一種表現。上述的工作方式已不能滿足現代工業的發展。

現有技術中，空壓機節能系統已經相比於過去的開關進氣口閥門加載卸載來調節氣壓來說更加先進，多是採用電腦控制系統來進行控制，然而，多數的控制方式不精確，節能效果差，系統受電流衝擊影響大，使用質量難以得到可靠保證。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術之缺陷，提供一種能精確調節空壓機的氣壓，使進氣閥加減載與壓力的釋放同步，同時又能節約能源，提高氣動元件使用壽命的空壓機。

本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種全自動無人監管的空壓機，包括PLC控制器、發動機、空壓機、油氣分離器和氣路控制系統；所述PLC控制器連接直流電源，PLC控制器依次連接發動機和空壓機；所述空壓機的輸入端通過管路連接有空氣濾清器，其輸出端通過管路連接油氣分離器；所述氣路控制系統上設有溫度傳感器和壓力傳感器，所述溫度傳感器和壓力傳感器均與PLC控制器相連。

作為優選，所述PLC控制器包括故障檢測模塊，所述PLC控制器通過故障檢測模塊與空壓機主體相連。

作為優選，所述PLC控制器包括人機界面模塊，人機界面模塊連接所述PLC控制器的輸入端。

作為優選，所述氣路控制系統包括兩組氣路，所述第一組氣路包括加卸載電磁閥，管路從油氣分離器通出與加卸載電磁閥的進氣端連接，由加卸載電磁閥的出氣端接出，再通過四通接口連接在進氣閥的閥塊上，使由加卸載電磁閥接出的管路與進氣閥的出氣口相連通；所述第二組氣路包括卸載閥，管路從油氣分離器通出與卸載閥的進氣口連接，卸載閥的出氣口分為兩條管路，一條管路通過四通接口連接在進氣閥的閥塊上與進氣閥的出氣口相連通；另一條管路接到與進氣閥的進氣口相連通。

作為優選，所述加卸載電磁閥由互鎖式的第一加載電磁閥和第一減載電磁閥組成。

作為優選，所述第一組氣路的管路上設有減壓閥和疏水閥，所述減壓閥設置在電磁閥的進氣口處，疏水閥設置在油氣分離器的出口處。

作為優選，所述第一組氣路上設一減荷支路，所述減荷支路上設有第一減荷管路和第二減荷管路。

作為優選，第一減荷管路和第二減荷管路上分別設有第一壓力調節閥和第二壓力調節閥，在第一減荷管路的第一壓力調節閥的進氣口還設有第二電磁閥。

作為優選，所述PLC控制器採用ID-DCU主控制器。

本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果：

1、本實用新型螺杆空壓機通過使用PLC控制器來對發動機和空壓機進行雙向控制，採用並聯的兩組氣路來控制進氣閥的開啟和關閉，使進氣閥加減載與壓力的釋放同步進而來控制發動機的轉速；用戶可以根據用氣量的大小，自動調節發動機的轉速。

2、本實用新型通過在第一組氣路上並聯一減荷支路實現了雙工況下對需氣量的不同需求，極大的降低了操作者的勞動強度和油耗。

3、本實用新型全自動無人監管的空壓機通過PLC控制器的運用實現了人機的直接對話，通過對ID-DCU主控制器的PLC編程設計，可以對發動機的特定的運行參數做出及時的變更及監控，實現對空壓機實際運行的控制；同時，ID-DCU主控制器會及時的將機器的各項參數及時的通過液晶顯示屏直觀地反饋給操作者，最終實現了人與機器的直接對話。

附圖說明

圖1是本實用新型一種全自動無人監管的空壓機控制原理圖；

圖2是本實用新型一種全自動無人監管的空壓機氣路控制系統的原理圖。

圖中所示：1、空壓機，2、發動機，3、PLC控制器，4、油氣分離器，5、加卸載電磁閥，51、第一加載電磁閥，52、第一減載電磁閥，6、減壓閥，7、疏水閥，8、空氣濾清器，9、最小壓力閥，10、安全閥，11、第二電磁閥，12、第一壓力調節閥，13、第二壓力調節閥，14、卸載閥，15、節流孔，16、進氣閥，17、溫度傳感器，18、壓力傳感器。

具體實施方式

為了使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。基於本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。

如圖1所示，一種全自動無人監管的空壓機，包括PLC控制器3、發動機2、空壓機1、油氣分離器4和氣路控制系統；所述PLC控制器3連接直流電源，PLC控制器3依次連接發動機2和空壓機1；所述空壓機1的輸入端通過管路連接有空氣濾清器8，其輸出端通過管路連接油氣分離器4；所述氣路控制系統上設有溫度傳感器17和壓力傳感器18，所述溫度傳感器17和壓力傳感器18均與PLC控制器3相連。

本實用新型採用的PLC控制器3為ID-DCU主控制器，接通電源ID-DCU主控制器與發動機2和空壓機主體1的ECM通信，壓縮機主體1的排氣口通過排氣管連接油氣分離器4，壓縮機主體1的進氣口上還設有進氣閥16，其中進氣閥16的活塞下腔與空壓機1的進氣口相連通，進氣閥16的活塞上腔上連接有空氣濾清器8，油氣分離器4和進氣閥16之間設有兩組氣路；所述第一組氣路包括加卸載電磁閥5，管路從油氣分離器4通出與加卸載電磁閥5的進氣端連接，由加卸載電磁閥5的出氣端接出，再通過四通接口連接在進氣閥16的閥塊上，使由加卸載電磁閥5接出的管路與進氣閥16的出氣口相連通；所述第二組氣路包括卸載閥14，管路從油氣分離器4通出與卸載閥14的進氣口連接，卸載閥14的出氣口分為兩條管路，一條管路通過四通接口連接在進氣閥16的閥塊上與進氣閥16的出氣口相連通；另一條管路接到與進氣閥16的進氣口相連通。

如圖2所示，本實施例中優選所述加卸載電磁閥5由互鎖式的第一加載電磁閥51和第一減載電磁閥52組成，使用時第一加載電磁閥51與減第一載電磁閥52是互鎖控制的，一個得電那麼另外一個同時失電。

作為本實施例的優選結構，所述第一組氣路的管路上設有減壓閥7和疏水閥8，所述減壓閥7設置在電磁閥的進氣口處，疏水閥8設置在油氣分離器的出口處,疏水閥是用於蒸汽管網及設備中，能自動排出凝結水、空氣及其它凝結氣體。

作為本實施例的優選結構，在所述第一組氣路上設一減荷支路，所述減荷支路上設有第一減荷管路和第二減荷管路，第一減荷管路和第二減荷管路上分別設有第一壓力調節閥12和第二壓力調節閥13，在第一減荷管路的第一壓力調節閥12的進氣口還設有第二電磁閥11。

作為本實施例的優選結構，所述油氣分離器4的蓋板上還連接有最小壓力閥9，所述最小壓力閥9上設有出氣管，最小壓力閥9開啟壓力一般0.4MPA，通過最小壓力閥9優先建立潤滑所需的循環壓力保證潤滑由於保持最小壓力閥開啟壓力，這就保證油氣混合體以比較正常的速度通過油氣分離器。

作為本實施例的優選結構，所述油氣分離器4的一側設有安全閥10，系統壓力設定不當、出口阻塞或其他流阻，油氣分離器筒內壓力比額定排氣壓力高10％，安全閥10工作使壓力降低到設定排氣壓力。

作為本實施例的優選結構，所述卸荷閥14的進氣口處設有節流孔15，卸菏閥14的節流孔15與高壓油相通，運行中有一小部分油通過節流孔15注入卸荷閥14上部產生壓力，克服彈簧力的作用，把凸肩往下壓，堵住高壓油洩油口，當保護動作AST安全油失去後，節流孔後的油壓就頂開逆止閥從無壓回油管路快速洩掉，彈簧力把凸肩往上拉，這樣高壓油洩油口就接通，高壓油迅速從有壓回油管洩掉，汽門在彈簧力作用下迅速關閉。

作為本實施例的優選結構，所述PLC控制器3還包括故障檢測模塊，所述PLC控制器3通過故障檢測模塊連接氣路控制系統，若氣路控制系統發生故障，故障檢測模塊將該故障信號傳輸至PLC控制器3，使PLC控制器3停止工作，防止系統出現損壞。

作為本實施例的優選結構，所述PLC控制器3還包括人機界面模塊，人機界面模塊連接所述PLC控制器3的輸入端，工作人員只需通過人機界面模塊便可十分便捷地操作PLC控制器3，整個操作過程簡單且直觀。

如圖1～2所示，本實用新型的工作原理為：

首先，根據實際功能要求編寫PLC程序，將PLC程序導入PLC控制器3；準備工作做完後，接通電源PLC控制器3實現與發動機2進行ECM通信；按下啟動按鈕，PLC控制器3給出啟動指令，發動機2開始啟動；當發動機2的轉速到達800rpm/min時，PLC控制器3給出打開旁通電磁閥指令，旁通打開，迅速建立起機器所需的內壓，當系統檢測到內壓達到設定值時，會立馬使旁通關閉，使空壓機1維持在以平衡的壓力狀態，此時，發動機2處於怠速狀態。空壓機1按下啟動按鈕，PLC控制器3給出啟動指令，發動機2開始啟動，若此時未按下加載按鈕，PLC控制器3會給出轉速維持在1350rpm/min的指令；此時，空壓機1處於減載狀態；當按下加載按鈕後，PLC控制器3會向發動機2給出轉速升至最高轉速的指令，此時，第一加載電磁閥51得電開啟，第一減載電磁閥52失電關閉(加載電磁閥與減載電磁閥是互鎖控制的，一個得電那麼另外一個同時失電。)壓縮氣體從第一加載電磁閥51進入進氣閥4的開閥腔，進氣閥16閥片開啟，此時，壓縮機機頭會猛吸入一大股氣，讓油氣分離器4的初始噴油壓力在30秒內建立10bar左右的壓力，當系統檢測到油罐內噴油壓力達到設定值時，果斷的會將第一加載電磁閥51失電，第一減載電磁閥52得電，一股壓縮氣體進入進氣閥16的關閥腔，將進氣閥16的閥片關閉，此時空壓機1進入減載的狀態。壓縮機通過以上動作，實現了空壓機1節能省油的目的。

當客戶停止用氣時，當油氣分離器4中的氣壓接近設定壓力時，卸荷閥14慢慢打開，油氣分離器4內的氣體通過進氣閥5逐漸釋放，油氣分離器4中的壓力呈曲線下降，進氣閥16中的活塞停止運動，將油氣分離器4內的殘餘氣體排放出來。

當客戶臨時不用氣時，油氣分離器4的壓力驟升，此時，所述第一組氣路上的減荷支路上的壓力調節閥打開，氣體從油氣分離器4中快速排到進氣閥16上的空氣過濾器內排放出去，使油氣分離器4內的氣體壓力穩定在設定的範圍之內，避免了因瞬時壓力變化對氣壓元件造成的衝擊。作為本實施例的優選結構，所述減荷支路上設置有兩個檔位，一檔和二擋(即一檔為第一壓力調節閥12的支路，二檔為第二壓力調節閥13的支路)，由於本實施例中的全自動無人監管空壓機主要用於潛孔水井鑽機，一檔主要是適用於200m以下的深度，當大於200m而小於500m，則使用二擋，如果一直使用二擋的話，燃油經濟性沒有前者好。一檔排氣壓力是24bar(即第一壓力調節閥的開啟壓力)，二擋使用的是35bar(即第一壓力調節閥的開啟壓力)，當客戶不用氣時，一檔上的第二電磁閥11得電，第一壓力調節閥12開啟，壓縮氣體進入關閥腔，將閥片關閉，空壓機進入減荷狀態。二擋工作原理與一檔相同。

本實用新型PLC控制器3能檢測設備的任何故障，一旦有故障出現，會根據故障的嚴重等級，向客戶發出故障預警報警(故障較輕，不會影響正常使用，如排氣溫度過高但仍在安全範圍內，燃油位預警提醒客戶及時的補充燃油等)和保護停機報警(如壓力超高、溫度超高、發動機水箱水位過低報警等)。

本實用新型結構合理，設計巧妙，通過PLC控制器對整個空壓機系統進行監測，藉助溫度傳感器17和壓力傳感器18的配合，實時獲取空壓機系統的的溫度和壓力(即空壓機3用氣量的大小)的變化情況，從而通過PLC控制器3自動調節空壓機的工作效率，控制方式精確，節能效果顯著，其節電率可達40％～50％。同時，本實用新型避免了空壓機在頻繁開啟時受到的電流衝擊情況，延長了系統的使用壽命，確保了系統的使用質量。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。