CN106989024A - 螺杆式空压机开度精量驱控快响应进气阀 - Google Patents

Abstract

螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，在阀体5侧面安装驱动控制器3，在进气口1内上部安装蝶阀6，蝶阀6与驱动控制器3轴连接，在进气口1内蝶阀6下方安装重锤式止回阀7，阀体5上安装放空阀4，驱动控制器3和放空阀4与控制系统连接。采用驱动控制器与放空阀和重锤式止回阀配合来调节进气量，所有功能结构通道全部集成于进气口和出气口通路上，减少了泄漏点，开启关闭动作灵活，系统响应迅速，利用驱动控制器准确及时控制蝶阀开度，以放空阀平衡系统内的压力降，降低卸载时的功耗及噪声，使通过的空气流速增强，流量增大，减少了螺杆压缩机的加载时间，节约了控制用气量，实现了降低电机功耗而节能。

Description

螺杆式空压机开度精量驱控快响应进气阀

技术领域

本发明涉及IPC分类中F04C29/12工作流体吸入或排出装置，尤其是螺杆式空压机开度精量驱控快响应进气阀。

背景技术

进气阀是空压机的呼吸口，普通空气进入进气阀后到压缩机头，经过压缩而产生压缩气体。进气阀可以控制空压机的加卸载和气压的大小流量等功能，是空压机进气控制系统上一个主要的部件。

具有控制机构的进气阀包括进气控制阀，进气控制阀主要由阀体、阀板或活塞阀门、气缸、比例调节阀、电磁阀等组成，根据匹配功率情况，组成部件不尽相同，其侧面装有控制模块、气缸连接比例调节阀、电磁阀，集成了排气量比例调节、通断调节、减荷消声、降压以及停机放空等功能。该类进气控制阀的开启度决定了进气量的大小，是气量调节的执行机构，压缩机启动时，进气控制阀阀门处于关闭位置，以减少压缩机的起动负荷；当机组控制系统发出加载信号时，电磁阀得电动作，这时：活塞式直接打开阀门进入加载状态，气缸式通过阀门小孔进气供气给气缸推动阀门打开进入加载状态。

现有技术中，前述进气控制阀的开启关闭动作是由调节系统的控制器及比例调节阀自动控制的，阀的开启关闭动作是否灵活，对压缩机的可靠性是很重要的。

另一方面，螺杆式空压机进气阀工作过程：电机启动，主机开始运转，进气阀关闭状态阀芯上的小孔进气，经过压缩的油气进入油气桶，系统压力逐渐上升。电机星三角转换，控制系统压力开关会比较系统的实际压力与设定压力，当系统压力低于压力开关设定下限压力时，压力开关动作使加载三向电磁阀加电开启，向进气门伺服气缸供气推动控制气缸打开蝶阀，进气阀全开吸气；经由电磁阀的压力同时关闭泄放阀，机器不在放空，罐内压力持续上升至向外供气。当压力上升到压差开关上限压力时，压差开关发出一个电信号给电磁阀，电磁阀关闭停止向进气门伺服气缸供气，控制气缸不受力则蝶阀关闭，维持小孔进气，此时受配重控制止回阀能及时迅速的紧密关闭，同时泄放阀打开释放油气桶内压力至基本油压。空压机处于空载运行，在加载电磁阀连续失电20min后，系统进入空车过久停车状态。空压机加载过程中为减少空压机的空重负荷次数，安装有反比例阀，当机组压力达到压力开关上限前反比例阀提前动作，减少向伺服气缸的供气量，进气阀伺服气缸阀杆推力减少，在弹簧力的作用下阀杆回缩，当弹簧离与气缸的气体推力平衡时，阀杆处于半开状态，进气量减少实现空压机的容量调节。停机信号来自空车过久或系统压力长时间处于压力上限，电机停止，主机停转不再吸气，泄放阀持续放空至外部大气压力。

已公开相关专利文献较少。中国专利申请201410328491.2公开了一种空压机进气控制阀总成，包括进气阀、泄放阀和电磁阀，进气阀包括进气阀阀体、顶盖组件和气缸组件，所述顶盖组件包括盖体、托板和并帽，盖体进气调节孔，进气调节孔的下端扩孔形成容置腔，容置腔从上之下依次装设有橡皮球、压缩弹簧和弹簧座，所述气缸组件包括缸体、导向板、活塞、顶杆、第一弹簧和第二弹簧，泄放阀包括泄放阀阀体和活塞组件，泄放阀阀体上设有进气孔、分流孔、泄放孔、排气孔、控制输入孔和控制输出孔。

中国专利申请201220289309.3提供一种结构简单，成本低，使用寿命长，故障率低，节能环保的螺杆式空压机进气阀，包括具有进气口、内腔和出气口的阀体，阀体包括下阀体和上阀体，下阀体上设有O型圈槽，O型圈槽内放置有氟胶O型圈，所述内腔内部设有气缸体，气缸体上部设有密封顶面，气缸体中装有压盖和活塞，阀体的侧部设有泄放阀，泄放阀内设有阀芯、铝导柱以及密封圈，泄放阀的上部衔接电磁阀，泄放阀内分布有上排气孔和下排气孔，电池阀通过上排气孔和下排气孔控制上阀体的进气口，从而整体式构成一新型进气阀。

中国专利申请201420295349.8提出了一种节能高效的空压机进气阀，适用于螺杆压缩机全自动运行的工作场合，属于动力传动与控制技术领域。它运用了流体力学与康达效应原理，在不增加额外动力的前提下，通过对目前运用的空压机进气阀的进气通道的全新设计，使螺杆压缩机进气阀的效率得到提高、螺杆压缩机的能耗得到降低的一种新的技术方案。其要点是：一种节能高效的空压机进气阀的进气通道设计了特殊的控制气流通道与主进气通道。

中国专利申请201210269367.4公开一种高度集成螺杆空压机进气控制阀，包括进气阀、电磁阀和泄放阀,所述电磁阀和泄放阀均安装在进气阀上，泄放阀上设有对外泄放口和对内泄放口，泄放阀上的对外泄放口通过阀前泄放通道与进气阀的上部相通，泄放阀上的对内泄放口通过阀后泄放通道与进气阀的下部相通，电磁阀和泄放阀上设有排气口和加卸载控制口，电磁阀的排气口与泄放阀上的排气口相通，泄放阀上的排气口通过电磁阀排气通道与进气阀的上部相通，电磁阀的加卸载控制口与泄放阀的控制口相通，泄放阀的加卸载控制口通过加卸载控制通道与活塞腔相通，活塞腔设在电磁阀内，阀前泄放通道、阀后泄放通道、电磁阀排气通道和加卸载控制通道均设在进气控制阀内部。

目前市场上使用的绝大部分靠伺服气缸控制的进气阀，无法做到持续稳定供给，只会在加载满后卸载，之后又开始加载，不断循环这个过程，加载时冲击电网，卸载时浪费压缩好的空气--动力源。

发明内容

本发明的目的是提供一种螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，提高启闭灵活性和进气效能，实现精准控制。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：包括进气口、出气口、驱动控制器、放空阀、阀体、蝶阀和重锤式止回阀；阀体上部安装进气口，阀体下部安装出气口，在阀体侧面安装驱动控制器，在进气口内上部安装蝶阀，蝶阀与驱动控制器轴连接，在进气口内蝶阀下方安装重锤式止回阀，阀体上安装放空阀，驱动控制器和放空阀与控制系统连接。

尤其是，放空阀两端前后贯穿阀体，放空阀上侧安装调节螺栓，下端左面有泄气口404，下端右面信号控制孔，放空阀后端有连接口。

尤其是，进气口和出气口同轴。

尤其是，阀体上的中部轴向端面上有进补气小孔，中部有止回阀，防止异常停机，空压机油从阀体进气口喷出。

尤其是，驱动控制器内安装驱动装置、角度位置反馈装置和接受压力传感装置，通过压力和角度的时时对应，再由传感器控制驱动控制器的开启角度来平衡压力。

尤其是，蝶阀与驱动控制器的电子节气门相连接。

本发明的优点和效果：采用驱动控制器与放空阀和重锤式止回阀配合来调节进气量，所有功能结构通道全部集成于进气口和出气口通路上，减少了泄漏点，开启关闭动作灵活，系统响应迅速，利用驱动控制器准确及时控制蝶阀开度，以放空阀平衡系统内的压力降，降低卸载时的功耗及噪声，使通过的空气流速增强，流量增大，减少了螺杆压缩机的加载时间，节约了控制用气量，实现了降低电机功耗而节能。阀体运行稳定、可靠、安全，密封性更好，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明实施例中的结构原理示意图。

图2为本发明实施例中的立体结构示意图。

图3为本发明实施例中的主视结构示意图。

图4为本发明实施例中的俯视结构示意图。

图5为本发明实施例中的仰视结构示意图。

附图标记包括：

进气口1、出气口2、驱动控制器3、放空阀4、阀体5、蝶阀6、重锤式止回阀7。

具体实施方式

本发明原理在于，在螺杆式空压机蝶式进气阀上配置驱动控制器，并进行相应的整体结构优化设计。

驱动控制器也称伺服驱动器(servo drives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。在伺服驱动器速度闭环中，电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡，一般采用增量式光电编码器作为测速传感器，与其对应的常用测速方法为M/T测速法。电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向，速度，角度，响应时间进行工作。使得电机应用范围更为广泛，输出效率更高，噪音更小等优点。CNC可编程步进电机控制器可与步进电机驱动器、步进电机组成一个完善的步进电机控制系统，能控制三台步进电机分时运行本控制器采用计算机式的编程语言，拥有输入、输出、计数等多种指令。具有编程灵活、适应范围广等特点，可广泛应用于各种控制的自动化领域。

本发明包括：进气口1、出气口2、驱动控制器3、放空阀4、阀体5、蝶阀6和重锤式止回阀7。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：如附图1和附图5所示，阀体5上部安装进气口1，阀体5下部安装出气口2，在阀体5侧面安装驱动控制器3，在进气口1内上部安装蝶阀6，蝶阀6与驱动控制器3轴连接，在进气口1内蝶阀6下方安装重锤式止回阀7，阀体5上安装放空阀4，驱动控制器3和放空阀4与控制系统连接。

前述中，如附图2、附图3和附图4所示，放空阀4两端前后贯穿阀体5，放空阀4上侧安装调节螺栓401，下端左面有泄气口404，下端右面信号控制孔402，放空阀4后端有连接口403。可调放空螺栓401方便根据用户要求调整放空量。

前述中，进气口1和出气口2同轴，简化进气阀的结构。

前述中，阀体5上的阀芯中部轴向端面上有的进气小孔，阀芯中部有油气桶，油气桶上安装两个传感器。两个传感器采用冗余设计，从控制角度讲，使用一个传感器就可使系统正常运转，但冗余设计可使两个传感器相互检测，当一个传感器发生故障时能及时被识别，在很大程度上增加了系统的可靠性。

前述中，驱动控制器3内安装压力开关，由传感器控制驱动控制器3的压力开关。

前述中，蝶阀6与驱动控制器3的电子节气门相连接。

本发明中，通过驱动控制器3调节进气量，重锤式止回阀7有效防止停机吐油故障；放空阀4一端与阀体5连接并与阀体5内腔连通，另一端穿过阀体5内腔后与压缩机控制系统连通。

本实施例中，设定油气桶上的最小压力阀开启压力4.0bar，加载压力13.0bar，卸载压力15.0bar。工作过程包括：

(1)启动。电机启动，主机开始运转，蝶阀6处于关闭状态，阀体5上阀芯上的进气小孔进气，经过压缩的油气进入阀体5上的阀芯中部油气桶，阀体5内压力逐渐上升，稳定到4.0bar。

(2)加载。电机星三角转换，控制系统的压力开关会比较系统的实际压力与设定压力13.0bar，当系统压力低于设定下限压力13.0bar时，控制系统发出一个打开信号给驱动控制器3，打开蝶阀6，进气阀全开吸气，开启角度至最大90°；经由电磁阀的压力同时关闭放空阀4，机器不放空，罐内压力持续上升至向外供气。

(3)御载。当压力上升到上限压力15.0bar时，机组控制系统发出一个关闭信号给驱动控制器3，蝶阀6关闭，开启角度至最小0°，维持进气小孔进气，此时，受配重控制重锤式止回阀7能及时迅速的紧密关闭，同时放空阀4打开释放油气桶内压力至基本油压。空压机处于空载运行，在加载电磁阀连续失电20min后，系统空车过久进停车状态。

(4)容调。空压机加载过程中，为减少空压机的空重负荷次数，当机组压力达到压力上限前，驱动控制器5上安装有角度反馈功能，随时将蝶阀6的开启角度反馈到机组控制系统，同时驱动控制器3不断的收到机组控制系统的反馈信息，不断的调整蝶阀6的开启角度，使进气量和蝶阀6的开启达到最佳平衡状态，从而实现空压机的容量调节。

客户使用端需要持续稳定的14.0bar的压力需求，在使用带驱动控制器3的进气阀时，可以通过驱动控制器3的角度反馈蝶阀6开启的位置到机组控制系统，然后机组控制系统发信息给驱动控制器3，使其稳定在当前角度，实现空压机的稳定加载在14.0bar，使空压机无法到达设定的卸载压力而发生卸载动作，从而避免过度的浪费。

(5)停机。停机信号来自空车过久或系统压力长时间处于压力上限，电机停止，主机停转不再吸气，放空阀4持续放空至外部大气压力。

本发明拥有驱动控制器3的进气阀，通过电信号的传递，相对于伺服气缸控制，比气路传递信号能够更快；同时也排除了弹簧力和阀杆移动摩擦力的误差，更精准的控制蝶阀6的开启角度，实现了蝶阀6无极控制。

上述的具体实施方式仅为示例以帮助读者理解本发明，但是，以上说明不能理解为是对本发明的保护范围的限制，根据本发明的精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利范围。

Claims (6)

1.螺杆式空压机精准控制快响应进气阀,包括进气口(1)、出气口(2)、驱动控制器(3)、放空阀(4)、阀体(5)、蝶阀(6)和重锤式止回阀(7)；其特征在于，阀体(5)上部安装进气口(1)，阀体(5)下部安装出气口(2)，在阀体(5)侧面安装驱动控制器(3)，在进气口(1)内上部安装蝶阀(6)，蝶阀(6)与驱动控制器(3)轴连接，在进气口(1)内蝶阀(6)下方安装重锤式止回阀(7)，阀体(5)上安装放空阀(4)，驱动控制器(3)和放空阀(4)与控制系统连接。

2.如权利要求1所述的螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，其特征在于，放空阀(4)两端前后贯穿阀体(5)，放空阀(4)上侧安装调节螺栓(401)，下端左面有泄气口(404)，下端右面信号控制孔(402)，放空阀(4)后端有连接口(403)。

3.如权利要求1所述的螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，其特征在于，进气口(1)和出气口(2)同轴。

4.如权利要求1所述的螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，其特征在于，阀体(5)上的中部轴向端面上有进补气小孔，中部有止回阀。

5.如权利要求1所述的螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，其特征在于，驱动控制器(3)内安装驱动装置、角度位置反馈装置、接受压力传感装置，通过压力和角度的时时对应，再由传感器控制驱动控制器(3)的开启角度来平衡压力。

6.如权利要求1所述的螺杆式空压机精准控制快响应进气阀，其特征在于，蝶阀(6)与驱动控制器(3)的电子节气门相连接。