CN102927010A - 一种螺杆压缩机及其控制装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种控制装置，包括第一检测元件、第二检测元件、控制元件和换向阀；第一检测元件实时检测主风缸的压力，并将检测到的压力信号传递至控制元件；第二检测元件实时检测螺杆压缩机的润滑油油温，并将检测到的温度信号传递至控制元件；本发明所提供的控制装置通过第一检测元件检测到的压力反馈值和第二监测元件检测到的温度反馈至控制换向阀的工作位置，从而实现压缩机出风管与主风缸连通或者隔离，从而延长了螺杆压缩机的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。本发明还公开了一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，以及基于上述控制装置的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及轨道机车制动系统技术领域，特别是涉及一种用于螺杆压缩机的控制装置。本发明还涉及一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，以及基于上述控制装置的控制方法。
背景技术
轨道机车制动系统是保证轨道交通安全的关键部件，制动系统的安全性、可靠性和稳定性尤为重要，制动系统如存在隐患会给机车的运用安全构成严重威胁。轨道机车制动系统的实施主要依赖压缩空气完成，而制动系统所需的压缩空气由压缩机提供，因此，压缩机是轨道机车制动系统的至关重要的部件，其优劣直接影响制动系统的性能。
目前被广泛使用的压缩机主要有活塞式、螺杆式、离心式等。螺杆式制冷压缩机均采用电机驱动主动螺杆转子旋转，并通过主动螺杆转子驱动从动螺杆转子，螺杆转子分为主动螺杆转子与从动螺杆转子，其通过两者的互相啮合，转子外圈与壳体配合。当啮合的转子工作对旋转时，转子对齿槽间的容积发生改变，从而实现气体的吸入、压缩和排除，完成连续的气体压缩循环。
在上述螺杆压缩机中，控制螺杆压缩机启停的压力值和螺杆压缩机的打风量存在匹配问题，造成螺杆压缩机的运用普遍都存在工作效率过低的现象，压缩机的运行时间较短，从而导致压缩机的频繁启动，影响压缩机螺杆转子和驱动电机的寿命，且造成润滑油油温过低，易发生润滑油乳化现象。
因此，如何延长螺杆压缩机的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能，已成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于螺杆压缩机的控制装置，其能够延长螺杆压缩机的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。本发明的另一目的是提供一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，和基于上述控制装置的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种螺杆压缩机的控制装置，包括第一检测元件、第二检测元件、控制元件和换向阀；
所述第一检测元件实时检测主风缸的压力，并将检测到的压力信号传递至所述控制元件；
所述第二检测元件实时检测所述螺杆压缩机的润滑油油温，并将检测到的温度信号传递至所述控制元件；
所述控制元件接收所述压力信号和所述温度信号，并将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，控制所述换向阀处于第一工作位置；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，控制所述换向阀处于第二工作位置；当检测到的压力处于最大工作压力时，控制所述螺杆压缩机停机；
所述换向阀处于所述第一工作位置时，其进气口与排气口连通，所述螺杆压缩机的出风口连通大气，所述主风缸的进风口截止；所述换向阀处于第二工作位置时，其进气口与所述螺杆压缩机的出风口连通，其排气口与所述主风缸的进风口连通。
优选地，所述第一检测元件为压力传感器，所述压力传感器安装于所述主风缸相连管路上。
优选地，所述第二检测元件为温度传感器，所述压力传感器安装于所述螺杆压缩机的腔体内。
优选地，所述换向阀为电磁换向阀。
优选地，所述电磁换向阀包括转换开关，所述转换开关处于隔离位时，所述电磁换向阀失电；所述转换开关处于投入位时，所述电磁阀得电。
本发明还提供一种螺杆压缩机，包括主机和改变所述主机工作状态的控制装置，所述控制装置为如上所述的控制装置。
本发明还提供一种基于上述控制装置的控制方法，包括以下步骤：
71）检测主风缸的压力和所述螺杆压缩机的润滑油油温，并将检测到的压力信号和温度信号传递至所述控制元件；
72）将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，转向步骤73）；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，转向步骤74）；当检测到的压力处于最大工作压力时，转向步骤75）；
73）控制所述换向阀处于第一工作位置；所述换向阀处于所述第一工作位置时，其进气口与排气口连通，所述螺杆压缩机的出风口连通大气，所述主风缸的进风口截止；
74）控制所述换向阀处于第二工作位置；所述换向阀处于第二工作位置时，其进气口与所述螺杆压缩机的出风口连通，其排气口与所述主风缸的进风口连通；
75）控制所述螺杆压缩机停机。
进一步地，所述第一检测元件为压力传感器，所述压力传感器安装于所述主风缸相连管路上。
进一步地，所述第二检测元件为温度传感器，所述压力传感器安装于所述螺杆压缩机的腔体内。
进一步地，所述换向阀为电磁换向阀；所述电磁换向阀包括转换开关，所述转换开关处于隔离位时，所述电磁换向阀失电；所述转换开关处于投入位时，所述电磁阀得电。
本发明所提供的控制装置用于螺杆压缩机，该控制装置包括第一检测元件、第二检测元件、控制元件和换向阀；其中，第一检测元件实时检测主风缸的压力，并将检测到的压力信号传递至所述控制元件；第二检测元件实时检测所述螺杆压缩机的润滑油油温，并将检测到的温度信号传递至所述控制元件；控制元件接收所述压力信号和所述温度信号，并将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，控制所述换向阀处于第一工作位置；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，控制所述换向阀处于第二工作位置；当检测到的压力处于最大工作压力时，控制所述螺杆压缩机停机；所述换向阀处于所述第一工作位置时，其进气口与排气口连通，所述螺杆压缩机的出风口连通大气，所述主风缸的进风口截止，以实现主风缸保压；所述换向阀处于第二工作位置时，其进气口与所述螺杆压缩机的出风口连通，其排气口与所述主风缸的进风口连通，压缩机正常给主风缸供风。
螺杆压缩机给主风缸的供风过程中，控制装置通过第一检测元件和第二检测元件对主风缸的压力和压缩机的润滑油油温进行实时监测，当主风缸的压力达到小于最高工作压力的预定压力范围，而压缩机润滑油油温未达到预定温度范围时，控制装置控制换向阀处于第一工作位置，使压缩机出风口连通大气，在主风缸保压状态下压缩机持续工作；当检测到的主风缸压力处于预定压力范围内，且压缩机的润滑油油温达到预定的温度范围时，控制装置控制换向阀处于第二工作位置，从而使压缩机给主风缸供风；当检测到主风缸的压力达到最大工作压力时，控制装置控制压缩机停机。
本发明所提供的控制装置通过第一检测元件检测到的压力反馈值和第二监测元件检测到的温度反馈值控制换向阀的工作位置，从而实现压缩机出风管与主风缸连通或者隔离，从而延长了螺杆压缩机的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。
在一种具体实施方式中，本发明所提供第一检测元件为压力传感器，该压力传感器安装于主风缸相连管路上，通过压力传感器直接检测主风缸的压力值，反馈值较为精确。
在另一种具体实施方式中，本发明所提供的第二检测元件为温度传感器，该温度传感器安装于所述螺杆压缩机的腔体内，通过温度传感器直接检测压缩机内的润滑油油温，反馈值较为准确。
除了上述控制装置，本发明还提供了一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，以及基于该控制装置的控制方法，由于螺杆压缩机和控制方法都与该控制装置具有相同的发明构思，两者与控制装置所得到的有益效果是相同的，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明所提供的控制装置一种具体实施方式的结构框图；
图2为图1所示控制装置的结构示意图；
图3为本发明所提供的控制方法一种具体实施方式的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于螺杆压缩机的控制装置，其能够延长螺杆压缩机的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。本发明的另一核心是提供一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，和基于上述控制装置的控制方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的控制装置一种具体实施方式的结构框图；图2为图1所示控制装置的结构示意图。
本发明所提供的控制装置用于螺杆压缩机，该控制装置包括第一检测元件1、第二检测元件2、控制元件3和换向阀4；其中，第一检测元件1实时检测主风缸5（该主风缸5为螺杆压缩机6所服务的设备的风缸）的压力，并将检测到的压力信号传递至所述控制元件3；第二检测元件2实时检测所述螺杆压缩机6的润滑油油温，并将检测到的温度信号传递至所述控制元件3；控制元件3接收所述压力信号和所述温度信号，并将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，控制所述换向阀4处于第一工作位置；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，控制所述换向阀4处于第二工作位置；当检测到的压力处于最大工作压力时，控制所述螺杆压缩机6停机；所述换向阀4处于所述第一工作位置时，其进气口41与排气口42连通，所述螺杆压缩机6的出风口61连通大气，所述主风缸5的进风口51截止，以实现主风缸5保压；所述换向阀4处于第二工作位置时，其进气口41与所述螺杆压缩机6的出风口61连通，其排气口42与所述主风缸5的进风口51连通，压缩机正常给主风缸供风。
螺杆压缩机6给主风缸5的供风过程中，控制装置通过第一检测元件1和第二检测元件2对主风缸5的压力和压缩机的润滑油油温进行实时监测，当主风缸5的压力达到小于最高工作压力的预定压力范围，而压缩机润滑油油温未达到预定温度范围时，控制装置控制换向阀4处于第一工作位置，使压缩机出风口61连通大气，在主风缸保压状态下压缩机持续工作；当检测到的主风缸5压力处于预定压力范围内，且压缩机的润滑油油温达到预定的温度范围时，控制装置控制换向阀4处于第二工作位置，从而使压缩机给主风缸供风；当检测到主风缸5的压力达到最大工作压力时，控制装置控制压缩机停机。
本发明所提供的控制装置通过第一检测元件1检测到的压力反馈值和第二监测元件检测到的温度反馈值控制换向阀4的工作位置，从而实现压缩机出风管与主风缸5连通或者隔离，从而延长了螺杆压缩机6的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。
上述预定压力为小于最大工作压力时的某一合适的压力值，其具体数值应根据实际使用情况确定，在此不做限定；同样的，预定温度范围也应根据实际使用情况确定，在此不做限定。
上述第一检测元件1为压力传感器，该压力传感器安装于主风缸5相连管路上，通过压力传感器直接检测主风缸5的压力值，反馈值较为精确；从理论上来讲，上述第一检测元件1也不局限于为压力传感器，只要能够直接或者间接地检测出主风缸5的压力即可，例如，也可以为电位仪，通过不同压力下对应的不同点位反应出当前的压力值。
上述第二检测元件2为温度传感器，该温度传感器安装于所述螺杆压缩机6的腔体内，通过温度传感器直接检测压缩机内的润滑油油温，反馈值较为准确；从理论上来讲，上述第二检测元件2也不局限于温度传感器，只要能够直接或者间接地检测出压缩机中润滑油的油温即可，例如，也可以为电压仪，通过不同电压下对应的不同温度，反应出当前的润滑油的油温值。
上述换向阀4可以为电磁换向阀，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，且控制的精度和灵活性较高。显然地，上述换向阀4也不局限于电磁换向阀，其也可以为本领域中常规使用的其他类型的换向阀，例如机械换向阀等。
由于该换向阀4应至少包括第一工作位置和第二工作位置，因此，换向阀4至少为二位换向阀。
上述电磁换向阀包括转换开关7，当转换开关7处于隔离位时，电磁换向阀失电；转换开关7处于投入位时，电磁阀得电，以避免电磁阀在工作时发生误动作，从而进一步提高了控制装置的安全性能。
需要指出的是，文中所述“第一、第二”等序数词是为了区分相同名称的不同零部件或者不同结构，仅仅是为了描述方便，并不代表某种顺序，更不应理解为某种限定。
除了上述控制装置，本发明还提供一种包括上述控制装置的螺杆压缩机，该螺杆压缩机的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。
请参考图3，图3为本发明所提供的控制方法一种具体实施方式的流程图。
本发明还提供一种基于上述控制装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：
S1：检测主风缸5的压力和所述螺杆压缩机6的润滑油油温，并将检测到的压力信号和温度信号传递至所述控制元件3；
S2：将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，转向步骤S3；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，转向步骤S4；当检测到的压力处于最大工作压力时，转向步骤S5；
S3：控制所述换向阀4处于第一工作位置；所述换向阀4处于所述第一工作位置时，其进气口41与排气口42连通，所述螺杆压缩机6的出风口61连通大气，所述主风缸5的进风口51截止；
S4：控制所述换向阀4处于第二工作位置；所述换向阀4处于第二工作位置时，其进气口41与所述螺杆压缩机6的出风口61连通，其排气口42与所述主风缸5的进风口51连通；
S5：控制所述螺杆压缩机6停机。
其中，步骤S4可以发生在步骤S3之后，即当主风缸5的压力达到小于最大工作压力的某一预定压力，而压缩机的润滑油油温未达到适合的范围时，控制装置的换向阀4处于第一工作位置，使压缩机持续工作；当压缩机润滑油油温达到预定温度范围时，控制装置的换向阀4处于第二工作位置，以实现压缩机恢复正常给主风缸供风，直到主风缸压力达到最大工作压力，压缩机停机。
螺杆压缩机6给主风缸5的供风过程中，控制装置通过第一检测元件1和第二检测元件2对主风缸5的压力和压缩机的润滑油油温进行实时监测，当主风缸5的压力达到小于最高工作压力的预定压力范围，而压缩机润滑油油温未达到预定温度范围时，控制装置控制换向阀4处于第一工作位置，使压缩机出风口61连通大气，在主风缸保压状态下压缩机持续工作；当检测到的主风缸5压力处于预定压力范围内，且压缩机的润滑油油温达到预定的温度范围时，控制装置控制换向阀4处于第二工作位置，从而使压缩机给主风缸供风；当检测到主风缸5的压力达到最大工作压力时，控制装置控制压缩机停机。
本发明所提供的控制装置通过第一检测元件1检测到的压力反馈值和第二监测元件检测到的温度反馈值控制换向阀4的工作位置，从而实现压缩机出风管与主风缸5连通或者隔离，从而延长了螺杆压缩机6的工作时间，从而避免压缩机的频繁启动，且避免润滑油油温过低造成的乳化现象，提高压缩机的使用寿命和工作性能。
上述预定压力为小于最大工作压力时的某一合适的压力值，其具体数值应根据实际使用情况确定，在此不做限定；同样的，预定温度范围也应根据实际使用情况确定，在此不做限定。
上述第一检测元件1为压力传感器，该压力传感器安装于主风缸5相连管路上，通过压力传感器直接检测主风缸5的压力值，反馈值较为精确；从理论上来讲，上述第一检测元件1也不局限于为压力传感器，只要能够直接或者间接地检测出主风缸5的压力即可，例如，也可以为电位仪，通过不同压力下对应的不同点位反应出当前的压力值。
上述第二检测元件2为温度传感器，该温度传感器安装于所述螺杆压缩机6的腔体内，通过温度传感器直接检测压缩机内的润滑油油温，反馈值较为准确；从理论上来讲，上述第二检测元件2也不局限于温度传感器，只要能够直接或者间接地检测出压缩机中润滑油的油温即可，例如，也可以为电压仪，通过不同电压下对应的不同温度，反应出当前的润滑油的油温值。
上述换向阀4可以为电磁换向阀，电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，且控制的精度和灵活性较高。显然地，上述换向阀4也不局限于电磁换向阀，其也可以为本领域中常规使用的其他类型的换向阀，例如机械换向阀等。
由于该换向阀4应至少包括第一工作位置和第二工作位置，因此，换向阀4至少为二位换向阀。
上述电磁换向阀包括转换开关7，当转换开关7处于隔离位时，电磁换向阀失电；转换开关7处于投入位时，电磁阀得电，以避免电磁阀在工作时发生误动作，从而进一步提高了控制装置的安全性能。
以上对本发明所提供的一种螺杆压缩机及其控制装置和控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种螺杆压缩机的控制装置，其特征在于，包括第一检测元件（1）、第二检测元件（2）、控制元件（3）和换向阀（4）；
所述第一检测元件实时检测主风缸（5）的压力，并将检测到的压力信号传递至所述控制元件（3）；
所述第二检测元件（2）实时检测所述螺杆压缩机（6）的润滑油油温，并将检测到的温度信号传递至所述控制元件（3）；
所述控制元件（3）接收所述压力信号和所述温度信号，并将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，控制所述换向阀（4）处于第一工作位置；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，控制所述换向阀（4）处于第二工作位置；当检测到的压力处于最大工作压力时，控制所述螺杆压缩机（6）停机；
所述换向阀（4）处于所述第一工作位置时，其进气口（41）与排气口（42）连通，所述螺杆压缩机（6）的出风口（61）连通大气，所述主风缸（5）截止；所述换向阀（4）处于第二工作位置时，其进气口（41）与所述螺杆压缩机（6）的出风口（61）连通，其排气口（42）与所述主风缸（5）的进风口（51）连通。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机的控制装置，其特征在于，所述第一检测元件（1）为压力传感器，所述压力传感器安装于所述主风缸（5）相连管路中。
3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机的控制装置，其特征在于，所述第二检测元件（2）为温度传感器，所述压力传感器安装于所述螺杆压缩机（6）的腔体内。
4.根据权利要求1所述的螺杆压缩机的控制装置，其特征在于，所述换向阀（4）为电磁换向阀。
5.根据权利要求4所述的螺杆压缩机的控制装置，其特征在于，所述电磁换向阀包括转换开关（7），所述转换开关（7）处于隔离位时，所述电磁换向阀失电；所述转换开关（7）处于投入位时，所述电磁阀得电。
6.一种螺杆压缩机，主机和改变所述主机工作状态的控制装置，其特征在于，所述控制装置为如权利要求1至5任一项所述的控制装置。
7.一种基于权利要求1至5任一项所述的控制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
71）检测主风缸（5）的压力和所述螺杆压缩机（6）的润滑油油温，并将检测到的压力信号和温度信号传递至所述控制元件（3）；
72）将检测到的压力与预定压力相比较，将检测到的温度与预定温度相比较；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度未达到所述预定温度时，转向步骤73）；当检测到的压力处于预定压力范围内，且检测到的温度达到预定温度时，转向步骤74）；当检测到的压力处于最大工作压力时，转向步骤75）；
73）控制所述换向阀（4）处于第一工作位置；所述换向阀（4）处于所述第一工作位置时，其进气口（41）与排气口（42）连通，所述螺杆压缩机（6）的出风口（61）连通大气，所述主风缸（5）截止；
74）控制所述换向阀（4）处于第二工作位置；所述换向阀（4）处于第二工作位置时，其进气口（41）与所述螺杆压缩机（6）的出风口（61）连通，其排气口（42）与所述主风缸（5）的进风口（51）连通；
75）控制所述螺杆压缩机（6）停机。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第一检测元件（1）为压力传感器，所述压力传感器安装于所述主风缸（5）相连管路中。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述第二检测元件（2）为温度传感器，所述压力传感器安装于所述螺杆压缩机（6）的腔体内。
10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述换向阀（4）为电磁换向阀；所述电磁换向阀包括转换开关（7），所述转换开关（7）处于隔离位时，所述电磁换向阀失电；所述转换开关（7）处于投入位时，所述电磁阀得电。
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