CN106438364B - 一种压比可调的两级节能空压机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压比可调的两级节能空压机。它包括两级压缩主机，级间有油气分离及气冷；二级压缩主机后带内设油细分离器的油气分离桶；在一级压缩主机后增设一油气分离桶；两级压缩主机采用联轴器直联传动；各级压缩主机的变频控制系统可根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的转速使达到最佳压缩比；一级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀经热交换器与二级压缩主机的进气阀连接；二级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀与油气冷却器的气体入口连接；油气冷却器的气体出口与冷干机的蒸发器、气水分离器、热交换器顺序连接。本发明提高了整体主机的容积效率，使整机效率最佳化，增加了压缩空气的使用效率。

Description

一种压比可调的两级节能空压机
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，涉及一种压比可调的两级节能空压机。
背景技术
现有的两级螺杆空气压缩主机主要存在以下缺陷：
(一)、现有两级螺杆空气压缩主机主要采用的是封闭式齿轮传动带动一级和二级阳转子转动，其传动比一旦确认，一级和二级间的内压比比值就固定不变了，基本趋于等压比压缩。虽每一级压缩比的降低减小了泄露提高了各级压缩的容积效率，但这种等压比压缩调节灵活性差，是否为最佳压比仅停留在理论计算及少量试验数据上，进一步确认变动大。而变频时一级和二级的压比会不断变化，主机效率就会变化，不能始终处于最佳效率点工作。
(二)、这种一体式两级螺杆压缩主机经一级压缩后，会进行级间喷油冷却，而且油也会和空气混合进入二级压缩，由于只有级间油冷却，一级压缩空气没有经过热交换器冷却及油气分离，温度过高和油量过多都会极大影响二级压缩主机的容积效率。
(三)、齿轮传动产生的侧向力对主机轴承的寿命会产生不利的影响，同时，现有技术中，电机通过一端的齿轮箱分别传动第一级压缩主机和第二级压缩主机，传动存在效率损失。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种压比可调的两级节能空压机。
本发明的技术方案如下：
本发明一种压比可调的两级节能空压机，它是一种压比可调、级间有油气分离及气冷的两级节能空压机组；它包括一级压缩主机和二级压缩主机，二级压缩主机后带油气分离桶即二级油气分离桶，二级油气分离桶内设有油气分离器；在一级压缩主机与二级压缩主机之间增设一油气分离桶即一级油气分离桶；两级压缩主机之间采用联轴器直联传动；每级压缩主机各自带有变频控制系统；各级压缩主机的变频控制系统可根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的转速，使各级压缩主机达到最佳压缩比；一级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀与热交换器的管道入口连接；热交换器的管道出口与二级压缩主机的进气阀入口连接；二级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀与油气冷却器的气体入口连接；油气冷却器的气体出口与冷干机的蒸发器入口连接；冷干机的蒸发器出口与气水分离器入口连接；气水分离器出口与热交换器的壳体入口连接；热交换器的壳体出口为压缩空气出口(即空压机的排气端)。
进一步地，一级油气分离桶底部与二级油气分离桶底部连通,连通的管路上设有电磁阀；二级油气分离桶设有油位计，当油位达到上限设定值时，可通过电磁阀将油打入一级油气分离桶内。
进一步地，每级油气分离桶顶部均设有泄放电磁阀、安全阀；每级都是独立地通过泄放电磁阀控制加载和卸载。
进一步地，油气分离器底部设有一根连到二级压缩主机的回油管，回油管上设有回油单向阀。
进一步地，每级油气分离桶底部的油出口管均通过油气冷却器、油过滤器与每级压缩主机的油入口连接。
进一步地，每级油气分离桶顶部气体出口管的泄放电磁阀之后另有一支路通过止回阀与一级压缩主机入口的空气滤清器连接。
进一步地，冷干机包括冷媒压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器；在冷干机内，储液器、冷媒压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器依次连接形成冷媒循环回路。
进一步地，油气冷却器的气体出口管道上设有精密管道过滤器。
更进一步地，所述精密管道过滤器为C级过滤器。
本发明的有益效果：
本发明的压比可调的两级节能空压机，是一种压比可调，级间有油气分离及气冷的两级节能空压机组，或者说，是一款压比可调的含干燥处理的两级节能空压机，可根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的转速，各级压缩主机的转速经各级压力传感器反馈信号，由变频矢量控制，从而使各级压缩主机达到最佳压缩比，提高了整体主机的容积效率。同时，在两级压缩主机之间增设一油气分离桶进行油气粗分离并进行油冷和气冷，且通过热交换器换热使进入二级压缩主机的气体温度控制在压缩空气的露点以上(保持在50℃左右)(因为在露点以上不会产生冷凝水)，极大提高了二级压缩主机的容积效率。其中，经一级压缩主机压缩并经热交换器换热后进入二级压缩主机的气体温度控制在压缩空气的露点以上(维持在50℃左右)，是通过与经二级压缩并气冷及干燥处理(干燥处理包括蒸发器除水、气水分离)后的低温气体进行热交换所达到的，省去了级间气冷冷却风扇，且此处换热受环境温度影响较小，不会由于环境温度变化而导致换热不足或换热过度，并保证了经二级压缩、气冷、干燥处理后的压缩空气经换热后排出温度不低于30℃左右，确保了排气端不含冷凝水且温度不会太低，增加了压缩空气的使用效率。
本发明的压比可调的两级节能空压机，具有如下优点：
(1)根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的压缩比，提高了整体主机的容积效率，转速变化仍会自动调节压比，使整机效率最佳化。
(2)在一级压缩主机与二级压缩主机之间增设一油气分离桶进行油气粗分离(可分离掉99％的油)，避免了由于油量过大而导致容积效率降低。
(3)分离后的一级压缩空气经过热交换器冷却降温至压缩空气的露点以上(50°左右，具体根据压力、露点而定)，之后再进入二级压缩，大大提高了容积效率。
(4)二级进气经热交换器换热后的温度不能太高，也就是说，不能换热过度。换热过度会导致产生冷凝水，使润滑油乳化且润滑不良。换热不足则影响容积效率。所以，此处的换热介质采用经冷干机处理后的低温压缩空气，这样，既可以满足换热(受环境影响很小)，又可使冷干机处理后的压缩空气升温，增加了压缩空气的使用效率。
(5)导入了冷却干燥系统，用户不用增加后处理设备就可以直接使用无水的压缩空气。
(6)省去现有技术中一体式两级压缩主机的齿轮箱部件，采用联轴器直联传动，增加了一定的传动效率，延长了压缩主机的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种压比可调的两级节能空压机的结构及流程示意图。
图中：1、一级压缩主机 2、一级进气阀 3、一级安全阀 4、一级压力维持阀 5、一级泄放电磁阀 6、空气滤清器 7、热交换器8、气水分离器 9、油气冷却器 10、C级过滤器 11、二级压缩主机 12、二级进气阀 13、二级安全阀 14、二级压力维持阀 15、二级泄放电磁阀16、回油单向阀 17、油位计 18、电磁阀 19、一级油过滤器 20、二级油过滤器 21、蒸发器22、冷凝器 23、储液器 24、冷媒压缩机 25、一级止回阀 26、二级止回阀
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图1所示，本发明一种压比可调的两级节能空压机，是一种压比可调、级间有油气分离及气冷的两级节能空压机组；它包括一级压缩主机1和二级压缩主机11，二级压缩主机后带油气分离桶即二级油气分离桶，二级油气分离桶内设有油气分离器；在一级压缩主机与二级压缩主机之间增设一油气分离桶即一级油气分离桶；两级压缩主机之间采用联轴器直联传动；每级压缩主机各自带有变频控制系统；各级压缩主机的变频控制系统可根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的转速，各级压缩主机的转速经各级压力传感器反馈信号，由变频矢量控制，使各级压缩主机达到最佳压缩比；一级压缩主机1入口设有空气滤清器6、一级进气阀2；一级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀4与热交换器7的管道入口连接；热交换器7的管道出口与二级压缩主机的进气阀12入口连接；二级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀14与油气冷却器9的气体入口连接；油气冷却器9的气体出口管道上设有C级过滤器10；油气冷却器9的气体出口与冷干机的蒸发器21入口连接；冷干机的蒸发器21出口与气水分离器8入口连接；气水分离器8出口与热交换器7的壳体入口连接；热交换器7的壳体出口为压缩空气出口(即空压机的排气端，与用户使用端连接)。
一级油气分离桶底部与二级油气分离桶底部连通,连通的管路上设有电磁阀18；二级油气分离桶设有油位计17及油位变送器，当油位达到上限设定值时，可通过电磁阀18将油打入一级油气分离桶内。
每级油气分离桶顶部均设有泄放电磁阀(即一级泄放电磁阀5、二级泄放电磁阀15)、安全阀(即一级安全阀3、二级安全阀13)；每级都是独立地通过泄放电磁阀控制加载和卸载。
油气分离器底部设有一根连到二级压缩主机的回油管，回油管上设有回油单向阀16。
每级油气分离桶底部的油出口管均通过油气冷却器9、油过滤器(即一级油过滤器19、二级油过滤器20)与每级压缩主机的油入口连接。
冷干机包括冷媒压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器；在冷干机内，储液器23、冷媒压缩机24、冷凝器22、蒸发器21、储液器23依次连接形成冷媒循环回路。
每级油气分离桶顶部气体出口管的泄放电磁阀之后另有一支路通过止回阀(即一级止回阀25、二级止回阀26)与一级压缩主机入口的空气滤清器6连接。
工作原理及工作过程说明：
(1)气路：空气经过空气滤清器6、一级进气阀2后进入一级压缩主机1压缩后进入一级油气分离桶(油气桶)进行油气分离，分离后的压缩空气经一级压力维持阀4进入热交换器7(与经过冷却后的压缩空气进行热交换)降温后，经二级进气阀12进入二级压缩主机11，二级压缩后经二级油气分离桶、油气分离器、二级压力维持阀14后进入油气冷却器9降温，降温后经C级过滤器10除水后，进入冷干机的蒸发器21再换热降温除水，然后经气水分离器8除水后进入热交换器7(与一级压缩后的压缩空气进行热交换)升温，升温后从压缩空气出口排出，进入用户使用端。
(2)油路：每级压缩都有独立的循环油路，都是通过油气桶和主机喷油口间的压差进行喷油与空气混合进行压缩，压缩后的油气混合物经油气桶分离到油气桶底部，再由压差经油气冷却器9降温后经油过滤器(即一级油过滤器19、二级油过滤器20)过滤后进行喷油，循环进行。
二级压缩的油气桶内的油气分离器底部设有一根连接到二级压缩主机11的回油管，回油管上设有回油单向阀16，油气分离器分离出的油可通过压差经回油管压回到二级压缩主机11。
一级压缩和二级压缩的两个油气桶底部连通，连通的管路上设有电磁阀18。由于一级压缩的油气桶没有设置油气分离器，进入二级压缩的压缩空气会含有一定的油，会导致二级压缩的油气桶的油位不断升高，故设置油位计17及油位变送器，到油位达到上限设定值时，电磁阀18开启，二级压缩的油气桶由于压力较高，会将油打入一级压缩的油气桶内；当二级压缩的油气桶的油位达到设定的下限值时，电磁阀18关闭，油位恢复正常。
(3)控制管路：每级都是独立地通过泄放电磁阀(即一级泄放电磁阀5、二级泄放电磁阀15)控制加载和卸载。

Claims (10)

1.一种压比可调的两级节能空压机，其特征在于，它是一种压比可调、级间有油气分离及气冷的两级节能空压机组；它包括一级压缩主机和二级压缩主机，二级压缩主机后带油气分离桶即二级油气分离桶，二级油气分离桶内设有油气分离器；在一级压缩主机与二级压缩主机之间增设一油气分离桶即一级油气分离桶；两级压缩主机之间采用联轴器直联传动；每级压缩主机各自带有变频控制系统；各级压缩主机的变频控制系统可根据二级压缩主机的排气压力合理分配各级压缩主机的转速，使各级压缩主机达到最佳压缩比；一级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀与热交换器的管道入口连接；热交换器的管道出口与二级压缩主机的进气阀入口连接；二级油气分离桶顶部气体出口通过压力维持阀与油气冷却器的气体入口连接；油气冷却器的气体出口与冷干机的蒸发器入口连接；冷干机的蒸发器出口与气水分离器入口连接；气水分离器出口与热交换器的壳体入口连接；热交换器的壳体出口为压缩空气出口。
2.如权利要求1所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，一级油气分离桶底部与二级油气分离桶底部连通,连通的管路上设有电磁阀；二级油气分离桶设有油位计及油位变送器，当油位达到上限设定值时，可通过电磁阀将油打入一级油气分离桶内。
3.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，每级油气分离桶顶部均设有泄放电磁阀、安全阀；每级都是独立地通过泄放电磁阀控制加载和卸载。
4.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，油气分离器底部设有一根连到二级压缩主机的回油管，回油管上设有回油单向阀。
5.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，每级油气分离桶底部的油出口管均通过油气冷却器、油过滤器与每级压缩主机的油入口连接。
6.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，每级油气分离桶顶部气体出口管的泄放电磁阀之后另有一支路通过止回阀与一级压缩主机入口的空气滤清器连接。
7.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，油气冷却器的气体出口管道上设有精密管道过滤器；冷干机包括冷媒压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器。
8.如权利要求7所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，所述精密管道过滤器为C级过滤器。
9.如权利要求1或2所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，经一级压缩主机压缩并经热交换器换热后，进入二级压缩主机的气体温度控制在压缩空气的露点以上。
10.如权利要求9所述的压比可调的两级节能空压机，其特征在于，经一级压缩主机压缩并经热交换器换热后，进入二级压缩主机的气体温度维持在50℃；经二级压缩、气冷、干燥处理后的压缩空气经换热后排出温度不低于30℃。
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CN111720298A (zh) * 2020-06-11 2020-09-29 厦门东亚机械工业股份有限公司 一种空压机的两级压缩控制方法、控制器和空压机

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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Zhang Qingyuan

Inventor after: Cheng Hongxing

Inventor after: Ding Gang

Inventor after: Liao Tieqiang

Inventor after: Chen Zhiqiang

Inventor after: Wu Jinyong

Inventor after: Lin Junpu

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Denomination of invention: A two-stage energy-saving air compressor with adjustable pressure ratio

Effective date of registration: 20220323

Granted publication date: 20180508

Pledgee: Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Jinshan sub branch

Pledgor: SEIZE COMPRESSOR (SHANGHAI) CO.,LTD.

Registration number: Y2022310000052

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
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