CN101012826A - 可自动控制的恒压输油泵组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可自动控制的恒压输油泵组，它是将滑油箱内润滑油经输油泵组输送至润滑油出口管内，经润滑油出口管输入至柴油机中，其中一个输油泵由一变频电机带动，其余输油泵由普通电机带动，所述变频电机连接于一变频器上，普通电机连接于软启动器上，润滑油出口管内设置一压力传感器，该压力传感器连接于一数字调节器上，该数字调节器连通于所述的变频器，所述的变频器、软启动器和数字调节器分别接入于一可编程控制器的端口，所述的变频器、软启动器、数字调节器和可编程控制器并联接于电源中。本发明的可自动控制的恒压输油泵组可实现自动控制恒压供油，起停平缓，成本低，节约能源且具有环保意义。

Description

可自动控制的恒压输油泵组

技术领域

本发明涉及输油泵，特别是一种用于大功率船用柴油机试车台上的可自动控制的恒压输油泵组。

背景技术

在造船或其它重型机械行业中，往往涉及到大功率的柴油机，而在这些大功率柴油机的滑油系统一般使用螺杆泵或齿轮泵输送润滑油，由于单个泵的容量较小，所以一般为成套的泵组，包含的泵数目一般为2-5台。

现有技术对大功率柴油机润滑油的供给中，电机往往采取直接起动(或星三角形降压起动)，而润滑油输送时压力的调节采用旁通阀来实现，旁通阀开在输油管上，手动或电动开动旁通阀调节输油管内的压力来实现润滑油输送的平稳流畅。但是因为润滑油具有一定的粘度，并且该粘度随着温度的变化而变化，通过调节泵出口处设置的旁通阀来调节润滑油的压力值远远达不到柴油机对润滑油的需求。如果采用普通的压力泵输送油料，供油量不能根据需要准备变化，造成油料的浪费和动力的浪费，并且泵的使用寿命也缩短，多个大功率的泵组同时启动和停止还会对管路及供电网络造成不良影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种输油泵组的自动恒压控制系统，利用现有的变频器、可编程控制器等优势技术来实现泵组的自动恒压控制。采用本发明的输油泵组的自动恒压控制系统，可以大大节省操作人员的工作强度，实现完全的自动操作，比以往节约电能30％以上，对环保和电力网络的稳定都有重大意义。

本发明的技术方案：

一种可自动控制的恒压输油泵组，它是实现将滑油箱内滑油经输油泵均匀的输送至柴油机中。为柴油机供润滑油需要流量平稳，压力恒定，并随时可以根据需要进行调整，才有利于柴油机工作。特别是在试车时需要测定柴油机的数据参数，这样更需要恒压稳定地供油。

根据柴油机的功率越来越大的情况，而输油泵的容量又是有限的，因此滑油箱有需要至少两个输油管，在每个输油管上各安装一输油泵，这些输油泵组成一个输油泵组，润滑油经输油泵组输送至一个共同的润滑油出口管内，经该润滑油出口管再输送至柴油机。

将输油泵组中的一个输油泵由一变频电机带动运行，这样可以通过调节变频电机的运行控制输油量的线性增减。其余的输油泵由普通电机带动运行，普通电机带动下的输油泵在恒定功率下运行可以增开或关闭来实现输油量的定量增减。

将所述变频电机连接于一变频器上，普通电机连接于软启动器上，所述的润滑油出口管内设置一压力传感器，该压力传感器连接于一数字调节器上。普通工频电源经变频器变频后为变频电机进行供电，软启动器为普通电机的启动和关闭提供保护，并节约电能。经输油泵组输送的润滑油汇于润滑油出口管后，用润滑油出口管内的压力传感器探测其中润滑油的压力，压力传感器测得的数值传至与其相连的数字调节器内，该数字调节器连通于所述的变频器，由数字调节器控制变频器处于的一定的频率下。所述的变频器、软启动器和数字调节器分别接入于一可编程控制器的端口。通过可编程控制器内的预先编好的运行程序，对变频器、软启动器、数字调节器进行控制，控制其开合或数值变化进而实现本发明的自动控制功能。

所述的变频器、软启动器、数字调节器和可编程控制器并联接于电源中。利用工频电源对该系统内的各个部分分别进行供电，达到自动控制的目的。

所述的输油泵可以选用螺杆泵、或者齿轮泵。

本发明的技术效果：

①便于控制。由于滑油的粘度随温度的变化较大，以前经常需要用人力来调节旁通阀来手动调节压力值。采用自动后，将变频器带的变频电机作为主泵，该泵通过压力传感器送来的信号，由变频器自动变频控制泵的转速，使管路压力恒定，当压力超出变频器控制范围时，由PLC及软起动器来控制其它辅泵的起、停。不需要人为根据时刻观察的结果调节压力，大大降低劳动力，便于控制。所要增加及减少的泵的控制由各自的软起动器控制，启动及停止的斜率可调，可减小在增加及减少泵时对系统的冲击。即使PLC、变频器故障，软起动器控制的泵也可手动直接起动。

②起停平缓。螺杆泵组恒压变频设备起动后，变频器及软起动器的输出逐渐上升的频率和电压，电机开始旋转，转速逐渐升高，这个过程比较平缓，因此联动的泵的转速、由泵带动的液体的压力也是逐渐升高的，在停泵时，变频器及软起动器的输出逐渐下降，电机转速逐渐降低，这个过程比较平缓，因此联动的泵的转速、由泵带动的液体的压力也是逐渐变化的，这对于电网的压力波动、管道的压力波动都是很有益的。

③大大节省电能，该控制系统是一种按需供油的系统，其运行能耗与用油基本上是一种线性相关的模式，是最节能的方式，节约电能可达30％。

④经济性高，由于螺杆泵组恒压变频是通过电子系统改变电源的频率来实现的，工作泵的机械损耗小，轴承及电机均不易损坏。使用寿命通常要长于8年，使用时间比较长。这样可以说是既节省投资费又节省维护费用。

⑤环保性能好。螺杆泵组恒压变频系统由于是调速运行，泵的转速较小，所以相应对噪声和振动也大大减轻，系统噪声小。

附图说明

图1是本发明可自动控制的恒压输油泵组实施例1的结构示意图。

图中，

1-滑油箱       2-输油泵          3-普通电机

4-润滑油出口管 5-柴油机          6-压力传感器

7-数字调节器   8-可编程控制器    9-变频器

10-软启动器    11-变频电机       12-电源

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明输油泵组的自动恒压控制系统做进一步的说明，但不应因此而限制本发明的保护范围。

请看图1，图1是本发明可自动控制的恒压输油泵组实施例1的结构示意图。由图可以看出，本发明的可自动控制的恒压输油泵组，是将滑油箱1内的润滑油经输油泵2输送至柴油机5中，滑油箱1至少有两个输油管上各安装一输油泵2，润滑油经输油泵2输送至一滑油出口管4内，由该润滑油出口管4输送至柴油机5；其中一个输油泵2由一变频电机11带动，其余输油泵2由普通电机3带动；所述变频电机11连接于一变频器9上，普通电机3连接于软启动器10上，所述的滑油出口管4内设置一压力传感器6，该压力传感器6连接于一数字调节器7上，该数字调节器7连通于所述的变频器9，所述的变频器9、软启动器10和数字调节器7分别接入于一可编程控制器8的端口内，所述的变频器9、软启动器10、数字调节器7和可编程控制器8并联接于电源12中。

采用软启动器10来控制输油泵的普通电机3，可以实现普通电机3的平稳启动和停止，为自动控制提供保证，将由普通电机3带动的输油泵作为可变频调速的输油泵的补充，当然也可以全部采用变频调速控制的输油泵，但是这样成本较高，而且功能上没有明显的提高。

实施例1：

本实施例是由三台相同型号的螺杆泵组成的可自动控制的恒压输油泵组。该输油泵组用于试车台上大功率船用柴油机的试车，实现对柴油机所需的润滑油自动供应。

该可自动控制的恒压输油泵组由三台型号相同的螺杆泵2并联运行，形成一个螺杆泵组，可实现三台螺杆泵2连续可调，节约能源。本实施例中对带动螺杆泵2的电机采用“二定一变”的形式，即只有一台螺杆泵2配备变频电机11和变频器9作调速运行，另外有两台螺杆泵2仍由普通电机3带动采用定速运行为了实现自动控制和安全运行普通电机3采用软启动器10进行开合。

润滑油箱内的润滑油通过三个输油管向柴油机供应润滑油，每个输油管上都安装有一个螺杆泵2，其中一个螺杆泵是由变频电机11带动，变频电机11的带动可以实现该螺杆泵2的调速运行。其余两个螺杆泵2是由普通电机3带动，仍然做定速运行。润滑油在三个输油管经螺杆泵2加压后先输送至一个润滑油出口管4内，在润滑油出口管4内汇集后输入至柴油机5。在这个过程中要实现润滑油的压力自动可调，并且调整后恒压输送，这就需要对变频电机11和普通电机3的运行进行自动控制。

变频电机11连接有一个变频器9，该变频器9通过导线连接于一个PID数字调节器7中的输出端口，由该PID数字调节器7控制变频器9的频率改变，进而实现对变频电机11的自动控制，调节与变频电机11相连的螺杆泵2的转速。

两个普通电机3各连接有一软启动器10，软启动器10连接于可编程控制器8的端口，由该可编程控制器8控制软启动器10的开合，进而控制普通电机3的启动和停止，实现与普通电机3相连的螺杆泵2的启动与停止。

润滑油出口管4内润滑油的压力表示了润滑油供应量的大小，压力传感器6的作用就是测定流经润滑油出口管4的压力，由润滑油的压力来显示润滑油供应量的大小。压力传感器6将测得的信号输送至PID数字调节器7中，PID数字调节器7将压力传感器6输出的电流信号与预先设定的预定值比较，并把这个比较结果输入到变频器9中，由变频器9调节变频电机11的频率。

两个软启动器10、变频器9和PID数字调节器7分别接入可编程控制器8的不同端口。可编程控制器8、软启动器10、数字调节器7和变频器9并联接入工频电源12内。

本实施例中的可自动控制的恒压输油泵组工作流程如下：

①预先在可编程控制器8编制运行程序，该程序是根据变频器9输入的不同信号增加或减少输油泵2的数量，并根据PID数字调节器7的输入报警信号切断电机的工作电源，预先在数字调节器7内设定一个出口压力预定值D₀；

②启动变频器9，进而启动由变频电机11带动的输油泵2向柴油机5输送润滑油，位于润滑油出口管4内的压力传感器6感知润滑油的压力瞬时值，转化为反馈信号传至数字调节器7，该数字调节器7接收到的为模拟量D₁，若D₁＜D₀，则数字调节器7输出增大频率的模拟量至变频器9，则该变频电机11带动输油泵2的频率逐渐增大；

③当变频电机11的频率增至50HZ时，仍是D₁＜D₀，变频器9向可编程控制器8发出信号，由可编程控制器8发出增加一个输油泵2的指令，两个软启动器10中的一个启动，启动一个普通电机3带动螺杆泵输油，此时压力传感器6感知压力瞬时值，转化为反馈信号传至数字调节器7后的模拟量为D₂，若D₂＞D₀，则PID数字调节器7输出减少频率的模拟量至变频器9，则该变频电机11带动输油泵2的频率逐渐减少，直至输出值等于设定值D₀；

④若仍为D₂＜D₀，变频电机11向可编程控制器8发出信号，可编程控制器8发出增加一个输油泵2的指令，如此直至润滑油出口管4内润滑油的压力等于设定值D₀。

⑤压力传感器6输出的值的额定范围为4～20mA，若PID数字调节器的输入值超过了设定的范围(高压或低压)，则PID数字调节器7向可编程控制器8发出报警信号，由该可编程控制器8发出关闭变频器9和软启动器10电源的指令。

经实验表明，本发明可自动控制恒压输油泵组，运行平缓，可完全实现柴油机润滑油的恒压变流量的自动控制，较以往节约电能达30％，输油泵组的噪声也较以往大大减少。

Claims (3)

1.一种可自动控制的恒压输油泵组，滑油箱(1)内润滑油经输油泵(2)输送至柴油机(5)中，其特征在于所述的滑油箱(1)至少有两个输油管，各输油管上分别安装有一输油泵(2)，润滑油经输油泵(2)输送至一润滑油出口管(4)内，由该润滑油出口管(4)输送至柴油机(5)；其中一个输油泵(2)由一变频电机(11)带动，其余输油泵(2)由普通电机(3)带动；所述变频电机(11)连接于一变频器(9)上，普通电机(3)连接于软启动器(10)上，所述的润滑油出口管(4)内设置一压力传感器(6)，该压力传感器(6)连接于一数字调节器(7)上，该数字调节器(7)连通于所述的变频器(9)，所述的变频器(9)、软启动器(10)和数字调节器(7)分别接入于一可编程控制器(8)的端口内，所述的变频器(9)、软启动器(10)、数字调节器(7)和可编程控制器(8)并联接于电源(12)中。

2.根据权利要求1所述的可自动控制的恒压输油泵组，其工作过程为：

①、预先在可编程控制器(8)编制运行程序，该运行程序是根据变频器(9)输入的信号增加或减少输油泵(2)的数量，并根据数据调节器(7)的输入信号关闭变频器(9)和软启动器(10)，在数字调节器(7)内设定一个出口压力预定值D₀；

②、启动变频器(9)，进而启动由变频电机(11)带动的输油泵(2)向柴油机(5)输送润滑油，位于润滑油出口管(4)内的压力传感器(6)感知润滑油的压力值瞬时值，转化为反馈信号传至数字调节器(7)，该数字调节器(7)输出模拟量D₁若D₁＜D₀，则数字调节器(7)输出增大频率的模拟量至变频器(9)，则该变频电机(11)带动输油泵(2)的频率逐渐增大；

③、当变频电机(11)的频率增至最大时，仍是D₁＜D₀，变频器(9)向可编程控制器(8)发出信号，可编程控制器(8)发出增加输油泵的指令，由软启动器(10)启动一个普通电机(3)带动输油泵开始输油，此时压力传感器(6)感知的压力瞬时值，转化为反馈信号传至数字调节器(7)后输出的模拟量为D₂，若D₂＞D₀，则数字调节器(7)输出减少频率的模拟量至变频器(9)，则该变频电机(11)带动输油泵(2)的频率逐渐减少；

④、若仍为D₂＜D₀，变频电机(11)向可编程控制器(8)发出信号，可编程控制器(8)发出增加输油泵的指令，直至润滑油出口管(4)内润滑油的压力等于设定值D₀。

3.根据权利要求1所述的可自动控制的恒压输油泵组，其特征在于所述的输油泵(2)为螺杆泵、或为齿轮泵。

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