CN105386977B - 喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置及其保护机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，包括筒体、液体入口接管、液体出口接管、补液接管、连通管、上孔板、下孔板、上盲板、下盲板及液位测量部件。上盲板和下盲板分别固定在筒体上端和下端，并与筒体共同围成封闭内腔。上、下孔板设置在内腔中，下孔板将内腔分隔成隔断腔和液位腔。液体入口接管、液体出口接管、补液接管均与液位腔连通。连通管的一端与隔断腔连通，另一端与环境连通。在上、下孔板之间连接有导柱，导柱上连接有滑板，滑板能在液体的作用下沿导柱上下移动。本发明还公开了喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构。本发明能实时监测螺杆压缩机的喷液状态，对压缩机做出保护，并避免短暂断液时引起的非必要停机。

Description

喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置及其保护机构

技术领域

本发明涉及喷液无油螺杆压缩机，尤其涉及喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护设备。

背景技术

无油螺杆压缩机是一种内部存在微小间隙的容积式压缩机。在正常的工作温度范围内，阴阳转子之间、转子和汽缸体之间不相互接触，保证了压缩机的长周期运行。当压缩机的排气温度超过了工作范围，将导致转子产生热膨胀，引起压缩机的咬合。为此，通常需要在压缩机的出口设置高温联锁保护。

由于喷液型无油螺杆压缩机的排气口存在温度不同的气液两相，在实际的测温过程中，难于达到实时精确测量腔体的最高温度。在突然断液的情况下，压缩机腔体内部的实际温度上升迅速，而排气口的测温仪器无法在相对较短的时间内进行及时跟踪，导致排气温度的高联锁保护机制无法起到真正的防高温咬合的目的。因此，不少已有的工程案例显示，一旦喷液型无油螺杆压缩机突然断液，极易出现转子咬合的恶性事故，影响工厂的长周期稳定生产。若所压缩的介质为乙炔、丁二烯等高温下易燃易爆的组分，一旦断液甚至有发生燃烧爆炸的恶性事故。

一方面，液体对于喷液型无油螺杆压缩机而言，是重要的内部降温物质。在液体存在的情况下，即使压缩机内部存在微小的摩擦，液体仍然能够通过气化或传热的方式，迅速移除摩擦产生的热量。避免摩擦部位热膨胀的进一步发展。但在断液的情况下，由于局部小面积的摩擦所产生的热量得不到及时的移除，将引起局部膨胀的扩散，导致更多的部位发生摩擦。这种恶性循环将引起转子发生大面积的咬合。

另一方面，在部分工况下，喷液管内的液体流动状态为柱塞流。此时，喷液将出现不连续的情况，但由于时间极短，转子的温度尚未达到相互咬合的温度。压缩机是能够适应这种工况的，不能够进行联锁停机，导致正常生产受到影响。

因此，若要真正起到保护喷液型无油螺杆压缩机的目的，需要设置专门的机构对喷液情况进行检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，其能够与外部的控制器配合使用，实现实时监测螺杆压缩机的喷液状态，对压缩机做出及时地保护，并可避免短暂断液时引起的非必要停机。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种采用上述喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置的机构。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，包括筒体、液体入口接管、液体出口接管、补液接管、连通管、上孔板、下孔板、上盲板、下盲板以及液位测量部件；上盲板和下盲板分别固定在筒体的上端和下端，并与筒体共同围成一用于容置液体的封闭内腔；上孔板和下孔板设置在内腔中，下孔板将内腔分隔成位于下孔板上方的隔断腔和位于下孔板下方的液位腔；液体入口接管、液体出口接管、补液接管均与液位腔连通；连通管的一端连接在上盲板上，并与隔断腔连通，连通管的另一端与环境连通；在上孔板和下孔板之间连接有导柱，导柱上连接有滑板，该滑板能在液体的作用下沿导柱上下移动，滑板沿导柱向上移动时可完全盖住上孔板，将上孔板密封；液位测量部件固定在筒体上。

本发明还公开了一种喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，包括控制器、补液电磁阀以及上述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置；液体入口接管、液体出口接管和补液接管分别连接喷液无油螺杆压缩机的喷液管线、喷液短节和补液管线；补液电磁阀设置在补液管线上；液位测量部件的信号输出端与控制器的信号输入端电连接，控制器的第一信号输出端与补液电磁阀的控制输入端电连接，控制器的第二信号输出端与喷液无油螺杆压缩机的停机执行电路的控制信号输入端电连接。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下技术效果：

1、本发明在正常工作状态下，滑板能够密封连通管，保证了喷液管的压力不会对喷液后续的操作产生影响，如雾化效果；在突然断液时，可通过液位反映实际的内部喷液状态，从而及时做出故障判断，并通过控制器控制补液电磁阀或压缩机的停机执行电路的动作实现对压缩机的及时保护；在喷液管柱塞流时，能够防止发生错误判断，避免压缩机错误停机；

2、本发明结构简单，可靠性高。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置的结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置的剖面结构示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构的示意图。

图4示出了根据本发明一实施例的液位状态监测的信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图1和图2。根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，包括筒体11、液体入口接管12、液体出口接管13、补液接管14、连通管15、液位测量部件16、以及上孔板111、下孔板112、上盲板117、以及下盲板118。

上盲板117和下盲板118分别固定在筒体11的上端和下端，并与筒体共同围成一用于容置液体的封闭内腔。上孔板111和下孔板112设置在内腔中，上孔板111和下孔板112上设有多个沿厚度方向贯通的通孔。下孔板112的边缘与筒体的内腔壁连接(本实施例中为焊接连接)，将筒体的内腔分隔成位于下孔板上方的隔断腔113和位于下孔板下方的液位腔114。隔断腔113呈上小下大的锥形结构。液体入口接管12、液体出口接管13、补液接管14均与液位腔114连通；液体出口接管13的走向为先向下倾斜再水平延伸。连通管15的一端连接在上盲板117上，上盲板117在与连通管15相对应的位置开设有通孔，使得连通管15的一端与隔断腔113形成连通，连通管15的另一端与环境连通。

在上孔板111和下孔板112之间连接有导柱115，导柱115上连接有滑板116，该滑板的材料密度小于液体密度，能在液体的作用下沿导柱115上下移动。在本实施例中，导柱115为双头带螺纹、中间光滑的螺栓，导柱115的下部分穿过下孔板112，并用压紧螺帽固定，导柱115的上部分依次穿过滑板116和上孔板112，并用螺帽固定。筒体111的上端和下端还分别连接有上法兰119和下法兰120，上盲板117与上法兰119的上端面通过焊接的方式相连，下盲板118与下法兰120的下端面通过焊接的方式相连。

液位测量部件16固定在筒体11上，可测量液位腔114中的液位。在本实施例中，液位测量部件16为一液位变送器，液位变送器通过上下两个液位测量管17、18连接在筒体11的旁边。

请参阅图3。根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，包括控制器2、补液电磁阀3以及上述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置。

液体入口接管12、液体出口接管13和补液接管14分别连接喷液无油螺杆压缩机的喷液管线4、喷液短节5和补液管线6；补液电磁阀3设置在补液管线6上。

液位测量部件16的信号输出端与控制器2的信号输入端电连接，控制器2的第一信号输出端与补液电磁阀3的控制输入端电连接，控制器2的第二信号输出端与喷液无油螺杆压缩机的停机执行电路(图中未示出)的控制信号输入端电连接。该停机执行电路通常由继电器构成。控制器2可采用PLC控制器或DCS控制器。

根据本发明一实施例的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构的工作原理如下：

(1)在正常工作状态下：液体将滑板116沿导柱115上推，完全盖住上孔板111，将其密封，连通管15断开；液位变送器16显示液位为正常液位，液体通过筒体从液体出口接管13流出进行喷液，保持喷液压力；

(2)当出现突然断液时，筒体11内的液体压力下降，液体在重力的作用下通过液体出口接管13喷液，液位下降，当液位下降至下孔板112以下时，滑板116相应下降；液位腔114通过连通管15与环境相连，保证液位能够在重力作用下顺利下降。在工作过程中，控制器2会实时地将液位测量部件16发送的液位测量值与预设的第一液位阈值和第二液位阈值进行比较。当出现断液后，若控制器2检测到液位测量值低于第一液位阈值并持续第一预设时间T1，则控制器2会向补液电磁阀3发送开启信号，以通过补液管线6向筒体11补液；之后若控制器2又检测到液位测量值低于第二液位阈值并持续第二预设时间T2，则控制器2会向停机执行电路发送联锁停机信号，使压缩机停机。其中，第二液位阈值小于第一液位阈值，且第二预设时间T2小于等于第一预设时间T1。在本实施例中，第一预设时间T1为5～20秒，第二预设时间T2为5～15秒。

(3)当喷液管中的气液两相出现柱塞流时，液体出现短暂断液，控制器2根据液位测量部件16的液位测量值可检测到液位低于预设的第一液位阈值的状态，该状态在液体恢复喷流时会自然消除；因此该状态持续的时间通常不会超过第一预设时间T1，即使超出第一预设时间T1，经过补液后也能迅速恢复正常。控制器2不会发出联锁停机信号，压缩机会持续运行。

图4是本发明液位状态监测的信号示意图。本发明喷液型无油螺杆压缩机防高温咬合保护机构的液位状态监测显示，包括以下情况：

(1)正常情况：如曲线a所示，此时压缩机组正常运行，不停机。

(2)断液情况：如曲线b所示，此时压缩机启动联锁停机保护。

(3)柱塞情况：如曲线c所示，此时压缩机保持正常运行。

本发明能够实时监测螺杆压缩机的喷液状态，及时保护压缩机。同时，本发明不影响喷液效果，避免短暂断液时引起的非必要停机。具有结构简单、可靠性高等优点。

Claims (9)

1.一种喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，其特征在于，包括筒体、液体入口接管、液体出口接管、补液接管、连通管、上孔板、下孔板、上盲板、下盲板以及液位测量部件；

所述上盲板和下盲板分别固定在所述筒体的上端和下端，并与所述筒体共同围成一用于容置液体的封闭内腔；所述上孔板和下孔板设置在所述的内腔中，所述下孔板将所述内腔分隔成位于下孔板上方的隔断腔和位于下孔板下方的液位腔；所述的液体入口接管、液体出口接管、补液接管均与所述液位腔连通；所述连通管的一端连接在上盲板上，并与所述隔断腔连通，所述连通管的另一端与环境连通；在上孔板和下孔板之间连接有导柱，导柱上连接有滑板，该滑板能在液体的作用下沿导柱上下移动，所述滑板沿导柱向上移动时可完全盖住所述上孔板，将所述上孔板密封；

所述液位测量部件固定在所述的筒体上。

2.根据权利要求1所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，其特征在于，所述筒体的上端和下端分别连接有上法兰和下法兰，所述上盲板与所述上法兰的上端面相连，所述下盲板与所述下法兰的下端面相连。

3.根据权利要求1所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，其特征在于，所述的液位测量部件为液位变送器，所述液位变送器通过上下两个液位测量管连接在所述筒体的旁边。

4.根据权利要求1所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置，其特征在于，所述隔断腔呈上小下大的锥形结构。

5.一种喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，其特征在于，包括控制器、补液电磁阀以及如权利要求1至4中任何一项所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护装置；

所述的液体入口接管、液体出口接管和补液接管分别连接喷液无油螺杆压缩机的喷液管线、喷液短节和补液管线；所述的补液电磁阀设置在所述的补液管线上；

液位测量部件的信号输出端与所述控制器的信号输入端电连接，所述控制器的第一信号输出端与所述补液电磁阀的控制输入端电连接，所述控制器的第二信号输出端与喷液无油螺杆压缩机的停机执行电路的控制信号输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，其特征在于，所述控制器用于将所述液位测量部件发送的液位测量值与预设的第一液位阈值和第二液位阈值进行比较，在所述液位测量值低于所述第一液位阈值并持续第一预设时间T1后，所述控制器向所述补液电磁阀发送开启信号，之后若液位测量值低于所述第二液位阈值并持续第二预设时间T2后，控制器向所述停机执行电路发送联锁停机信号；其中，所述的第二液位阈值小于所述的第一液位阈值，且所述第二预设时间T2小于等于所述第一预设时间T1。

7.根据权利要求6所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，其特征在于，所述第一预设时间T1为5～20秒，所述第二预设时间T2为5～15秒。

8.根据权利要求5所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，其特征在于，所述控制器为PLC控制器或DCS控制器。

9.根据权利要求5所述的喷液无油螺杆压缩机的防高温咬合保护机构，其特征在于，所述停机执行电路为继电器。