用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統的製作方法

2023-05-02 11:19:41 2

專利名稱：用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統。
技術背景 礦山、隧道等工程施工的氣動力工具需要大量壓縮空氣，其氣動力源通常採用壓縮機組站的方式。但在實際中常常面臨兩大問題，一是在開挖掘進過程中，隨著掘進增加，動力設備電機離變壓器越來越遠，線損導致動力設備無法啟動，高壓須隨變壓器移動進洞。特別是洞挖掘進，高壓及設備進洞需要較大安裝空間，往往為放置變壓器和壓縮機等而改變洞型，專門掘挖放置洞穴，從而增加施工成本和危險源。像隧道開挖的空氣壓縮機系統，通常做法是將壓縮機組安裝在洞外，向洞內鋪設管道送氣，而遠距離送氣的壓力損耗非常嚴重，經測算，每500米距離要損失0. I兆帕壓力，掘進鑽挖設備對壓縮空氣的靜壓力需求都在0. 6MPa以上，洞型過長，會導致壓縮機排氣壓力即使調到額定上限，也無法滿足氣動設備需要，只能向靠近施工點移動壓縮機。第二個問題是壓縮空氣的壓力無法調節。通常，在工程施工中，隨著掘進深度增加，由於氣損嚴重，提供給用氣終端的掘進鑽挖設備的壓力過低而無法使用，需要增開空壓機以補充氣量與壓力；而當用氣量小時，壓力升高而須經過洩壓閥洩放掉，浪費十分嚴重。從以上描述可見，傳統的做法設備投入大、施工難度高、電能和壓縮氣浪費嚴重。而截止目前，針對隧道工程的這一問題並沒有一套行之有效的辦法，因此有必要改進。

實用新型內容本實用新型解決的技術問題提供一種用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，採用「動力車+壓縮機+電源處理系統+恢復驅動系統」的組合模式，不但可以隨著掘採深度自由方便地跟進，解決輸氣管道壓損和數百個管道連接點可能產生的空氣洩漏問題，也解決了遠離電源的動力設備難以啟動的問題，避免了送氣管道鋪設的材料購進和施工麻煩，節省了增購壓縮機的額外開支，同時還具有儲氣管道壓力恆定控制的功能，實現了自動控制，節約了大量的電能，另一方面，本系統採用PLC上位機集中控制，操作方便、控制靈活、安全性高、技術水平高。本實用新型採用的技術方案用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，具有車體，所述車體的車橋底板上並排設置多條相互連通的儲氣管道，所述儲氣管道上部鋪設隔板，所述隔板上設置壓縮機主機、驅動電機、冷卻器、油氣分離器、恢復驅動系統、操作臺、電源處理系統和空濾總成，其中，所述電源處理系統輸出端接恢復驅動系統輸入端，恢復驅動系統輸出端接驅動電機輸入端，所述驅動電機輸出軸接壓縮機主機從動軸，進氣管一端與壓縮機主機進氣端連接，進氣管另一端和空濾總成連接，排氣管一端與壓縮機主機出氣端連接，排氣管另一端和油氣分離器連接，所述油氣分離器通過冷卻器與儲氣管進口端連接，儲氣管出口端連接用氣設備進一步地，所述車橋底板上並排設置四條儲氣管道，所述隔板上並排設置三臺壓縮機主機。進一步地，所述車體還具有開放式棚架，所述棚架從車橋底板引出六根立柱，所述立柱頂端搭接橫梁和拱形架，立柱側端安裝警示燈，所述拱形架上面鋪設拱形護板。進一步地，所述隔板上還設有用於移動中收放導線的卷線軸。本實用新型與現有技術相比的優點I、採用「動力車+壓縮機+電源處理系統+恢復驅動系統」的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，解決了工程施工中壓縮機站自由移動和遠離電源的壓縮機啟動問題；2、採用了集中空濾總成技術，安裝空間小，且過濾效果好；3、通過電源處理系統解決了遠距離無損送電問題；4、通過恢復驅動系統解決了壓縮機軟啟動、無級調速和過程節能問題； 5、採用PID恆壓控制方法，使儲氣管道壓力恆定不變；6、採用集中控制，數字顯示，數字和模擬雙通道操作；7、全部採用弱電控制，電氣安全性高；8、整體節能效果優異，節電率可達30 %以上。

圖I為本實用新型的原理結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖I描述本實用新型的一種實施例。用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，具有特製車體1，所述特製車體I的車橋底板為特製底板，其上面並排放置作為儲氣用的四根直徑為500_的組合儲氣管道2，所述組合儲氣管道2上部鋪設作業隔板15，所述車體I的車橋底板上並排設置多條儲氣管道2，所述儲氣管道2上部鋪設隔板15，所述隔板15上設置壓縮機主機9、驅動電機6、冷卻器11、油氣分離器13、恢復驅動系統14、操作臺16、電源處理系統17和空濾總成8，其中，所述電源處理系統17輸出端接恢復驅動系統14輸入端，恢復驅動系統14輸出端接驅動電機6輸入端，所述驅動電機6輸出端接壓縮機主機9輸入端，進氣管10 —端與壓縮機主機9進氣端連接，進氣管10另一端和空濾總成8連接，排氣管12 —端與壓縮機主機9出氣端連接，排氣管12另一端和油氣分離器13連接，所述油氣分離器13通過冷卻器11與儲氣管2進口端連接，儲氣管2出口端連接相關設備。所述特製車體I還具有開放式棚架，其底板引出六根立柱5 ;所述立柱5頂端搭接橫梁18和拱形架19，側端安裝警示燈3，所述拱形架19上面鋪設拱形護板7 ;卷線軸4用於移動中收放導線。本實用新型的技術要點在於，可對多臺(兩臺、三臺或更多)壓縮機進行集中控制，操作臺16作為上位機控制裝置，與多臺恢復驅動系統14進行數據和指令交換，完成對恢復驅動系統的控制操作。操作臺16具有運行狀態實時數據顯示、系統參數自由設定、運行參數加密、狀態指示、故障報警、自動方式/手動方式切換及啟停操作功能。本實用新型的技術要點還在於，恢復驅動系統14可將直流電逆變為頻率可調的三相交流電，從而驅動壓縮機電機及其他電機負載，該恢復驅動系統具有變頻器的一切優點，並可通過內置PID調節器對儲氣管道的壓力進行跟蹤，實現動態壓力調節和恆壓控制。另外，該恢復驅動系統還具有諸如過壓保護、欠壓保護、過流保護、過載保護、短路保護、接地保護、缺相保護、母線擾動保護等豐富的保護功能。本實用新型的技術要點還在於，所述電源處理系統17用於將三相交流電整流成直流，並對其直流電進行控制。另外，該電源處理系統還具有上電緩衝、過壓保護、欠壓保護、過載保護、強制冷卻等功能。本實用新型的技術要點還在於，空濾總成8用於為多臺(兩臺、三臺或者更多)壓縮機提供淨化空氣，並具有過濾程度高、空氣品質好和安裝方便的優點。本實用新型的輸入電源為市電三相380VAC，直接送給位於變壓器側的電源處理系統17，電源處理系統17輸出的直流電經過遠距離(最長可達10公裡無損耗)輸電線送給車載遠距離變頻壓縮機站系統的恢復驅動系統14，恢復驅動系統可將直流電逆變為頻率可調的三相交流電，用來驅動驅動電機6，同時為操作臺16提供工作電源。驅動電機6帶動壓縮機主機9工作，將經過空濾總成8送入的空氣壓縮後送入油氣分離器13，油氣分離器13將分離出的油送入回油管道，經過冷卻器11後回流到壓縮機主機9 ;經過油氣分離器13後 的壓縮空氣通過排氣管12送入儲氣管2。儲氣管2是由四根直徑為500_的無縫鋼管並聯而成，容積可達3立方以上，能滿足實際使用要求。儲氣管2裝有安全閥和閘閥，用於極限保護和向用氣設備供氣。儲氣管道2上還裝有壓力傳感器，實時檢測管道內壓縮空氣的壓力，壓力信號送給恢復驅動系統14中的PID調節器進行PID調節。當實測壓力低於設定值時，壓縮機電機6加速，增大壓縮量，補充壓力；當實測壓力高於設定壓力，壓縮機電機6減速，降低壓縮量，維持壓力恆定。整套系統隨著掘採深度增加而自由向前移動，不需要鋪設送氣管道，更不存在氣量損失。系統操作在操作臺16上進行，通過操作臺16，可實現對多臺壓縮機(亦即恢復驅動系統15)的控制，既可以單臺獨立操作，也可以聯動操作。操作臺16安裝在車廂下部，便於在車下操作。操作臺16除了操作控制外，還具有狀態指示和數字顯示，實時顯示儲氣管道壓力、電機電流、壓縮機主機溫度、故障保護信息等，還可進行系統參數設定和運行參數保護。在本系統中，電源處理系統17和整套車載系統是分離的，安裝在電源變壓器側，與整套車載系統之間用兩根電力電纜線連接。為了方便電纜線的攜帶和收放，系統還設計了專用的卷線軸4。當車載系統移動時，可以隨之轉動卷線軸釋放電纜；當轉移工地時，卷線軸4可作為電纜儲存架。本實用新型另一個優勢在於使用成本低、操作控制靈活方便。其所用的電線可以反覆使用，尤其是轉移工地時，以其體積小、重量輕、移動自用方便的特點，大大降低管理費用和使用成本；而且，相對於傳統的一次性使用的輸氣管道，該系統有更明顯的優勢。另一方面，整套系統供氣始終跟著工作面推進，而且配合PLC及PID，使壓縮機工作在最佳狀態，使系統具有顯著的節能效果。本實用新型移動性好、電氣安全性高、操作使用方便、可靠性和穩定性好、節能效果顯著，作為用於隧道工程的移動式壓縮機站，具有技術先進性和市場前瞻性的雙重優勢。上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，並非用來限制本實用新型實施範圍，故凡以本實用新型權利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本實用新型權利要求範圍之內。
權利要求1.用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，具有車體(I)，其特徵在於所述車體(I)的車橋底板上並排設置多條相互連通的儲氣管道(2)，所述儲氣管道(2)上部鋪設隔板(15)，所述隔板(15)上設置壓縮機主機(9)、驅動電機(6)、冷卻器(11)、油氣分離器(13)、恢復驅動系統(14)、操作臺(16)、電源處理系統(17)和空濾總成(8)，其中，所述電源處理系統(17)輸出端接恢復驅動系統(14)輸入端，恢復驅動系統(14)輸出端接驅動電機(6)輸入端，所述驅動電機(6)輸出軸接壓縮機主機(9)從動軸,進氣管(10) —端與壓縮機主機(9)進氣端連接，進氣管(10)另一端和空濾總成(8)連接，排氣管(12) —端與壓縮機主機(9)出氣端連接，排氣管(12)另一端和油氣分離器(13)連接，所述油氣分離器(13)通過冷卻器(11)與儲氣管(2)進ロ端連接，儲氣管(2)出口端連接用氣設備。
2.根據權利要求I所述的用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，其特徵在於所述車橋底板上並排設置四條儲氣管道(2)，所述隔板(15)上並排設置三臺壓縮機主機(9)。
3.根據權利要求I或2所述的用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，其特徵在於所述車體(I)還具有開放式棚架，所述棚架從車橋底板引出六根立柱(5)，所述立柱(5)頂端搭接橫梁(18)和拱形架(19)，立柱(5)側端安裝警示燈(3)，所述拱形架(19)上面鋪設拱形護板(7)。
4.根據權利要求3所述的用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，其特徵在於所述隔板(15)上還設有用於移動中收放導線的卷線軸(4)。
專利摘要提供一種用於隧道工程的車載遠離電源變頻壓縮機站系統，具有車體，所述車體的車橋底板上並排設置多條相互連通儲氣管道，所述儲氣管道上部鋪設隔板，所述隔板上設置壓縮機主機、驅動電機、冷卻器、油氣分離器、恢復驅動系統、操作臺、電源處理系統和空濾總成，其中，所述電源處理系統輸出端接恢復驅動系統輸入端，恢復驅動系統輸出端接驅動電機輸入端，所述驅動電機輸出軸接壓縮機主機從動軸，進氣管一端與壓縮機主機進氣端連接，進氣管另一端和空濾總成連接，排氣管一端與壓縮機主機出氣端連接，排氣管另一端和油氣分離器連接，所述油氣分離器通過冷卻器與儲氣管進口端連接，儲氣管出口端連接用氣設備。本實用新型採用「動力車+壓縮機+電源處理系統+恢復驅動系統」的組合模式，不但可以方便自由地移動位置、解決了遠離電源壓縮機啟動問題，而且大大降低了使用成本、增加了電氣安全性，還最大限度地節約了電能。
文檔編號B60P3/00GK202510314SQ20122009467
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月14日 優先權日2012年3月14日
發明者劉安才, 劉雨溪, 張勇, 張建勤, 張建雄, 張雄兵, 汪宏, 王國剛, 邱海雄 申請人:陝西關中壓縮機製造有限公司