CN110318983A - 一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统及其方法，系统中散热器处设置有冷却叶轮，冷却叶轮独立控制，空滤吸气口设置有湿度传感器，干燥器入口设置有温度传感器及压力传感器，冷却叶轮、湿度传感器、温度传感器及压力传感器与信号处理及计算控制模块连接，信号处理及计算控制模块用于处理采集信号、计算压缩空气饱和度、判断是否存在结冰风险，进而控制冷却叶轮转速。本发明能有效地解决轨道交通用空气压缩机在低温、低运转率运行工况下气路冰堵、供风能力不足问题。

Description

一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统及其方法

技术领域

本发明涉及轨道交通防冰堵技术领域，特别是一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统及其方法。

背景技术

目前轨道交通空气压缩机散热器冷却叶轮多由主电机同步带动运行，无论空压机运行环境如何变化，冷却风量均为定值。

为满足空压机高温环境使用需求，冷却叶轮多按最高运行温度所需风量进行配置。基于此，当环境温度较低、空压机运转率偏低时便会出现散热器冷却能力过强，造成压缩空气饱和析水，在0℃以下结冰覆在散热器翅片及出口，逐渐堵塞散热器出口，导致压缩空气供风不足，影响列车用风需求。

CN207568808U公开一种空压机，涉及空压机技术领域。所述空压机包括机体、空滤器、压缩机构、油气分离器、散热器和排水阀，空滤器设置于空压机的空气入口处；压缩机构包括压缩电机和压缩机头，压缩机头的一端与空滤器连接；油气分离器与压缩机头的另一端连接，用于将压缩空气中的油分滤除；散热器底部设置有散热器入口、出气口和排水孔，散热器入口与油气分离器连接，出气口处设置有气水分离器；排水阀通过连接管与排水孔连接，排水阀连接有排水管。上述技术方案采用在散热器底部设置排水孔的方式，虽然一定程度上解决了结冰问题，但是一旦排水不畅依然会造成冰堵，控制环境温度才能根本解决结冰问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能够有效解决空压机冰堵现象，提高空压机耐环境能力轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统及其方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，包括空气压缩机，所述空气压缩机包括散热器、空滤吸气口、干燥器，所述散热器处设置有冷却叶轮，所述冷却叶轮用于提供散热器的冷却风量，所述冷却叶轮独立控制，所述空滤吸气口设置有湿度传感器，所述湿度传感器用于监测运行环境的湿度；所述干燥器入口设置有温度传感器及压力传感器，所述温度传感器及压力传感器用于监测压缩空气状态；所述冷却叶轮、湿度传感器、温度传感器及压力传感器与信号处理及计算控制模块连接，所述信号处理及计算控制模块用于处理采集信号、计算压缩空气饱和度、判断是否存在结冰风险，进而控制冷却叶轮转速。

所述干燥器为膜式干燥器组件。

所述空滤吸气口设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测运行环境的温度，所述温度传感器与信号处理及计算控制模块相连接。

所述信号处理及计算控制模块内部存储不同温度及压力下空气含水量数据。

一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制方法，步骤包括：

1)通过设置在空滤吸气口的湿度传感器采集环境相对湿度RH1；

2)通过设置在干燥器入口温度传感器及压力传感器采集干燥器入口压缩空气温度t2、压力p2；

3)当0℃＜t2＜tmax，tmax为干燥器最高允许使用温度，则维持叶轮转速不变；

4)当t2≥tmax，则提高叶轮转速，返回步骤2)，直至0＜t2＜tmax后维持叶轮转速不变；

5)当t2≤0℃，计算相对湿度RH1下含水量m1、温度t2及压力P2下最大含水量m2，当m1＞m2，降低叶轮转速直至m1≤m2后维持叶轮转速不变，并返回步骤2)。

所述步骤1)中设置在空滤吸气口的温度传感器采集环境温度t1。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明结合空滤吸气口的温湿度、干燥器入口压缩空气温度及压力进行压缩空气饱和度分析计算，对冷却叶轮转速进行调整，进而实时调整压缩空气温度。能有效地解决轨道交通用空气压缩机在低温、低运转率运行工况下气路冰堵、供风能力不足问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的控制流程图。

图中：1、空滤吸气口 2、压缩机头 3、油气分离器 4、安全阀 5、散热器 6、水分离器 7、过滤器 8、干燥器 9、温湿度传感器 10、冷却叶轮 11、压力传感器 12、温度传感器13、信号处理及计算控制模块。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

如图1所示，一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，包括空气压缩机，所述空气压缩机依次设置有空滤吸气口1、压缩机头2、油气分离器3、安全阀4、散热器5、水分离器6、过滤器7、干燥器8，所述散热器5处设置有冷却叶轮10，所述冷却叶轮10用于提供散热器5的冷却风量，所述冷却叶轮10独立控制，所述空滤吸气口1设置有温湿度传感器9，所述温湿度传感器9用于监测运行环境的温度和湿度；所述干燥器8入口设置有温度传感器12及压力传感器11，所述温度传感器12及压力传感器11用于监测压缩空气状态；所述冷却叶轮10、温湿度传感器9、温度传感器12及压力传感器11与信号处理及计算控制模块13连接，所述信号处理及计算控制模块13用于处理采集信号、计算压缩空气饱和度、判断是否存在结冰风险，进而控制冷却叶轮10转速。

所述干燥器8为膜式干燥器组件。

所述信号处理及计算控制模块13内部存储不同温度及压力下空气含水量数据。

如图2所示，一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制方法，步骤包括：

1)通过设置在空滤吸气口1的温湿度传感器9采集环境温度t1、相对湿度RH1；

2)通过设置在干燥器8入口温度传感器12及压力传感器11采集干燥器8入口压缩空气温度t2、压力p2；

3)当0℃＜t2＜tmax，tmax为干燥器8最高允许使用温度，则维持叶轮转速不变；

4)当t2≥tmax，则提高叶轮转速，避免影响干燥器8使用寿命，返回步骤2)，直至0＜t2＜tmax后维持叶轮转速不变；

5)当t2≤0℃，计算相对湿度RH1下含水量m1、温度t2及压力P2下最大含水量m2，当m1＞m2，降低叶轮转速调整压缩空气温度，避免冷却器至干燥器8管路出现析水结冰，最终造成冰堵。直至m1≤m2后维持叶轮转速不变，并返回步骤2)。

Claims (6)

1.一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，包括空气压缩机，所述空气压缩机包括散热器、空滤吸气口、干燥器，其特征在于所述散热器处设置有冷却叶轮，所述冷却叶轮用于提供散热器的冷却风量，所述冷却叶轮独立控制，所述空滤吸气口设置有湿度传感器，所述湿度传感器用于监测运行环境的湿度；所述干燥器入口设置有温度传感器及压力传感器，所述温度传感器及压力传感器用于监测压缩空气状态；所述冷却叶轮、湿度传感器、温度传感器及压力传感器与信号处理及计算控制模块连接，所述信号处理及计算控制模块用于处理采集信号、计算压缩空气饱和度、判断是否存在结冰风险，进而控制冷却叶轮转速。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，其特征在于所述干燥器为膜式干燥器组件。

3.根据权利要求1或2所述的一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，其特征在于所述空滤吸气口设置有温度传感器，所述温度传感器用于监测运行环境的温度，所述温度传感器与信号处理及计算控制模块相连接。

4.根据权利要求1所述的一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制系统，其特征在于所述信号处理及计算控制模块内部存储不同温度及压力下空气含水量数据。

5.一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制方法，其特征在于步骤包括：

1)通过设置在空滤吸气口的湿度传感器采集环境相对湿度RH1；

2)通过设置在干燥器入口温度传感器及压力传感器采集干燥器入口压缩空气温度t2、压力p2；

3)当0℃＜t2＜tmax，tmax为干燥器最高允许使用温度，则维持叶轮转速不变；

4)当t2≥tmax，则提高叶轮转速，返回步骤2)，直至0＜t2＜tmax后维持叶轮转速不变；

5)当t2≤0℃，计算相对湿度RH1下含水量m1、温度t2及压力P2下最大含水量m2，当m1＞m2，降低叶轮转速直至m1≤m2后维持叶轮转速不变，并返回步骤2)。

6.根据权利要求4所述的一种轨道交通用空气压缩机防冰堵运行控制方法，其特征在于所述步骤1)中设置在空滤吸气口的温度传感器采集环境温度t1。