CN117307441B - 一种移动式数字能源空压站及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式数字能源空压站及控制系统，属于空压站技术领域。包括集装箱体、空压机、冷干机、净化装置、储气罐、进气通道和散热通道，所述空压机、冷干机、净化装置和储气罐依次连通且均安装于集装箱体内，所述进气通道和散热通道的进气端连通，所述进气通道和散热通道的出气端与空压机的进气口连通，所述散热通道围绕并抵接于空压机的外表面，本发明在空压机的进气口处设置进气通道的和散热通道，让空压机在进行压缩空气时，由于散热通道围绕于空压机外表面，空气经过散热通道进入到空压机内时会对空压机进行散热，通过不断流动的空气来提高空压机的散热效率，解决了空压机散热能力较差造成的空压机工作效率低的问题。

Description

一种移动式数字能源空压站及控制系统

技术领域

本发明属于空压站技术领域，具体涉及一种移动式数字能源空压站及控制系统。

背景技术

空压站就是压缩空气站，一般由空气压缩机、储气罐(分为一级、二级储气罐)、空气处理净化设备、冷干机组成；气源就是气压传动系统的能源或动力源。由空气压缩机产生的压缩空气，储存在储气罐中，必须经过降温、净化、减压、稳压等一系列处理，才能供给控制元件(各种阀、逻辑元件等)及执行元件(缸、马达等)使用，而压缩空气作为方便、环保的动力源，广泛应用于机械、电子、食品、纺织等各行各业，是目前应用最为广泛的动力源之一。空压站系统为用户提供符合要求的压缩空气，是用气单位必备的设备，因此，被广泛应用于工业生产领域中。

目前工业生产的范围极为广泛，包括如工厂内生产、户外工程建设及高原地区等工作环境。在工厂生产环境中，空压站可便捷的接入市电中运行，而在户外建设尤其是高原地区开采作业中，由于高原环境空气稀薄，空压机压缩主机的功率会增大，以增大空压机的进气量，适应高原环境。而这会使得空压机的产热量也会随之增大，因此需要更好的散热条件。现有的空压机的散热方式的散热效率较低，空压机温度较高导致空压机工作效率低下。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种移动式数字能源空压站及控制系统，解决了空压机散热能力较差造成的空压机工作效率低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种移动式数字能源空压站，包括集装箱体、空压机、冷干机、净化装置、储气罐、进气通道和散热通道，所述空压机、冷干机、净化装置和储气罐依次连通且均安装于集装箱体内，所述进气通道和散热通道的进气端连通，所述进气通道和散热通道的出气端与空压机的进气口连通，所述散热通道围绕并抵接于空压机的外表面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述空压机的外表面还设有导热杆，所述散热通道通过导热杆与空压机外表面抵接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导热杆为两端封闭的中空导管，所述导热杆内填充有相变材料，所述相变材料吸收热量后由液体转化为气态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述进气通道与散热通道的进气端设有调节组件，所述调节组件调整进气通道和散热通道进气端的大小，所述散热通道内还设有压力检测器，所述压力检测器与调节组件和空压机通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节组件包括调节电机和调节板，所述调节电机安装于进气通道的外侧壁，所述调节板连接于调节电机的输出轴，所述调节电机与压力检测器通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述集装箱的底部设车架，所述车架的前端设有牵引杆，后端设有两组车轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述空压机的出气端还设置有热能回收组件，所述热能回收组件与散热通道抵接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述进气通道和散热通道的进气端还安装有过滤组件。

作为本发明的一种优选技术方案，所述过滤组件包括过滤网和吸附层，所述过滤网安装于靠近进气管道进气端的一侧，所述吸附层贴附于过滤网的后端。

基于上述一种移动式数字能源空压站，本发明还提出一种移动式数字能源空压站控制系统，包括控制终端、监测模块和监控分析模块，所述控制终端与调节组件通信连接，所述监测模块分别与空压机、冷干机和调节组件通信连接，所述监控分析模块分别与控制终端和监测模块通信连接，所述监测模块将空压机运转功率、冷干机运转功率和调节组件的调节量传输至监控分析模块，所述监控分析模块根据空压机运转功率和冷干机运转功率计算出调节组件的调节量并将计算结果传输至控制终端，所述控制终端根据检测结果调整调节组件的调节量。

本发明的有益效果为：

1. 在空压机的进气口处设置进气通道的和散热通道，让空压机在进行压缩空气时，由于散热通道围绕于空压机外表面，空气经过散热通道进入到空压机内时会对空压机进行散热，通过不断流动的空气来提高空压机的散热效率；

2. 在寒冷的环境下使用该空压站时，冷空气进入空压机后，遇到高温会产生大量的水汽，增加空压机后续处理中水汽过滤的负担，因此，让该水汽经过过滤组件的初步过滤后减少其空气中的水分含量，在通过调节组件调整散热通道的进气量，让空气全部从散热通道进入，让热能回收组件回收的热量将该空气中的水分进行蒸发，减少进入空压机中的空气中的水汽含量，延长空压机的使用寿命；

3. 在集装箱的底部设置车架，可以通过其他牵引装置来对集装箱进行牵引，让该空压站可以适用更多的使用场景；

4. 通过监测模块的检测和监控分析模块的分析，让调节组件可以根据不同的使用情况来调整进气通道和散热通道的进气量。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明空压机结构示意图；

图3为本发明调节组件结构示意图；

图4为本发明控制系统结构示意图；

主要元件符号说明

图中：1、集装箱体；11、车架；111、牵引杆；112、车轮；2、空压机；21、热能回收组件；3、冷干机；4、净化装置；5、储气罐；6、进气通道；7、散热通道；8、导热杆；9、调节组件；91、调节电机；92、调节板；10、过滤组件；101、过滤网；102、吸附层。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-4，本实施例提供了一种移动式数字能源空压站，包括集装箱体1、空压机2、冷干机3、净化装置4、储气罐5、进气通道6和散热通道7，空压机2、冷干机3、净化装置4和储气罐5依次连通且均安装于集装箱体1内，进气通道6和散热通道7的进气端连通，进气通道6和散热通道7的出气端与空压机2的进气口连通，散热通道7围绕并抵接于空压机2的外表面，在该空压站进行运转时，空压机2启动会在其内部形成低压，使空压机2周围空气从空压机2的进气口中进入到空压机2内，而在空压机2的进气口设置进气通道6和散热通道7，让空压机2在将空气吸入到其内部时，空气通过散热通道7围绕着空压机2的外表面一圈后进入到空压机2内，通过不断流动的空气来对空压机2散发的热量进行散热，提高空压机2的散热效果，避免由于空压机2的温度过高而出现故障的情况，或者由于空压机2的温度过高让空压机2排出的气体温度过高导致后续的冷干机3需要将空压机2排出的空气进行冷却需要更大的功率来完成，提高了使用成本。

为了提高散热通道7对空压机2表面的散热效果，本实施例中，空压机2的外表面还设有导热杆8，散热通道7通过导热杆8与空压机2外表面抵接，通过在空压机2表面设置导热杆8，通过导热杆8将空压机2运行过程中的所产生的热量传递到散热通道7中，让不断流动的气体来完成散热，同时散热通道7也可以增加空压机2的散热面积，让空压机2所产生的热量可以更快的完成散热，提高散热效率，减少空压机2由于温度过高而导致停机的情况发生。

为了提高导热杆8的传热效率，在一实施例中，导热杆8为两端封闭的中空导管，导热杆8内填充有相变材料，相变材料吸收热量后由液体转化为气态，在导热杆8内设置相变材料，该相变材料在常温状态下为液态，当该材料吸收热量后，会慢慢的从液态转化为气态，再通过气态的形状来让导热杆8内有更多的散热面积来进行传热，提高导热杆8的传热效率，加快空压机2的散热，而当该相变材料气态中的温度传递完成后会从液态转变为气态继续循环进行。

为了更好的控制进气管道和散热管道的进气量来调整空压机2的散热效率，在一实施例中，进气通道6与散热通道7的进气端设有调节组件9，调节组件9调整进气通道6和散热通道7进气端的大小，散热通道7内还设有压力检测器，压力检测器与调节组件9和空压机2通信连接，在寒冷的环境中，先让调直组件关闭进气通道6，然后让空气全部从散热通道7内进入到空压机2内，此时可以通过压力检测器检测空气从散热通道7中的流体压力来判断散热通道7开口的大小，当散热通道7的进气孔越大时，而空压机2的运行功率不变的情况下，此时检测的流体压力会小于散热通道7进气孔时的流体压力，因为根据伯努利定理，当流体通过流体传动管时，管道的横截面积越小，流体速度越快，管道横截面积越大，流体速度越慢。因此，通道截面积大的部分会对通过的气流速度产生减缓影响，使气流速度变慢。因而，孔径小的通道对的阻抗比孔径大的通道更小，在相同的气流速度下，孔径小的通道风的流量更大，风通过的速度也更快，孔径大的通道则相反，所以可以通过压力检测器的检测结果来判断此时散热通道7的开启程度。而通过散热管道来减少冷空气中的水含量，避免了空压机2在运行过程中所产生的热量遇到冷空气后产生大量的水汽而影响空压机2的运转，而当空压机2运转经过一段时间后，可以打开进气通道6，让一部分的冷空气直接进入到空压机2中，让空压机2在压缩空气时可以降低空压机2的温度，提高空压机2的散热效果。

若是在高原地区，由于高原地区海拔高，空气较为寒冷和含水量低，所以可以让进气通道6的进气量大于散热通道7的进气量，利用寒冷的空气来减少空压机2在运转过程中所产生的热量，减少空压机2因为温度过高而停机的情况。

为了更好的调整进气通道6和散热通道7的进气量，在一实施例中，调节组件9包括调节电机91和调节板92，调节电机91安装于进气通道6的外侧壁，调节板92连接于调节电机91的输出轴，调节电机91与压力检测器通信连接，当调节板92处于初始位置时，进气通道6和散热通道7的进气孔的大小一致，当调节板92移动并与进气通道6的侧壁抵接时，此时散热通道7的进气孔的大小为最大值，反之，当调节板92移动并与散热通道7的侧壁抵接时，进气通道6的进气口为最大值，通过调节电机91的的转动来调整调节板92的位置从而控制两通道的进气孔的大小，让该空压站在不同的使用情况下可以通过调整调节板92的位置来更好的让空压站运转。

为了提高该空压站更加方便的使用，可灵活移动和适用范围广，在一实施例中，集装箱的底部设车架11，车架11的前端设有牵引杆111，后端设有两组车轮112，当空压站的输气管道太长而导致输出的动力传递损耗大，不能满足正常工程器械的运转时，可以通过其他运输工具利用牵引杆111将集装箱进行移动，减少输气管道的长度，减少传递过程中的动力损耗，保证工程器械的正常使用。

为了减少空压机2在寒冷的环境中运转的损耗，在一实施例中，空压机2的出气端还设置有热能回收组件21，热能回收组件21与散热通道7抵接，当空压站在冬季外界温度较低的环境中运转时，而且由于空压机2在压缩空气的过程中会产生热量，再通过冷干机3来降低空压机2排出的温度来方便储存，因此，在空压机2的出气端设置热量回收组件来将热量传递至散热通道7中，一是在寒冷的环境中提高散热通道7的温度，让排入的气体中的水汽减少，减少空压机2在运转过程中的受到水汽的影响而增加空压机2后处理中水汽过滤的负担，而在正常的使用过程中，通过热能回收组件21可以减少冷干机3的运转功率，提高冷干效率。

为了延长空压机2的使用寿命，在一实施例中，进气通道6和散热通道7的进气端还安装有过滤组件10，当空压机2吸入空气时，空气的杂质和水分先通过过滤组件10进行过滤，减少空压机2内部的灰尘和水分，减少空压机2的使用磨损，提高使用寿命。

为了更好的进行过滤，在一实施例中，过滤组件10包括过滤网101和吸附层102，过滤网101安装于靠近进气管道进气端的一侧，吸附层102贴附于过滤网101的后端，吸附层102至少由一层微孔疏水膜和至少一层高密度海绵交替排列而成。一下较大的杂质通过过滤网101来进行拦截，而一下灰尘和水汽则通过吸附层102来完成吸附，减少进入到空压机2中的分量，通过过滤网101和吸附层102的设置来对空压机2的进行保护，延长空压机2的使用寿命。

基于上述一种移动式数字能源空压站，本发明还提出一种移动式数字能源空压站控制系统，包括控制终端、监测模块和监控分析模块，控制终端与调节组件9通信连接，监测模块分别与空压机2、冷干机3、压力检测器和调节组件9通信连接，监控分析模块分别与控制终端和监测模块通信连接，监测模块将空压机2运转功率、冷干机3运转功率、压力检测器的检测结果和调节组件9的调节量传输至监控分析模块，监控分析模块根据空压机2运转功率和冷干机3运转功率计算出调节组件9的调节量并将计算结果传输至控制终端，控制终端根据检测结果调整调节组件9的调节量，在空压站运转的过程中，空压机2和冷干机3将自身运转时的功率传输至监测模块，同时调节电机91将此时控制调节板92移动是电机转动的角度也传输至监测模块中，监测模块将监测结果传输至监控分析模块，监控分析模块根据调节电机91调节板92移动时的电机转动角度和压力检测器的检测结果转化为进气通道6和散热通道7的进气量，当空压机2的运转功率为预定的值时，而此时冷干机3的运行功率下降，这是因为冷干机3的运转功率通常是根据进入系统的空气流量来决定的。空气流量的减少可能会导致冷干机3的运转功率下降，所以此时进入空压机2的进气量减少，所以此时需要增大进气通道6的进气量，因为散热通道7中空气需要到达空压机2的入口处的路径更长，受到的阻力会大于进气通道6，因此，在同一时间内，散热通道7的进气孔大时空压机2的进气量会减少，因此，此时监测分析模块将分析结果传输至控制终端中，通过控制终端来对进去通道和散热通道7的调整，以此来提高空压机2的运转效率，减少输出功率，降低产生的热量。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种移动式数字能源空压站，其特征在于：包括集装箱体、空压机、冷干机、净化装置、储气罐、进气通道和散热通道，所述空压机、冷干机、净化装置和储气罐依次连通且均安装于集装箱体内，所述进气通道和散热通道的进气端连通，所述进气通道和散热通道的出气端与空压机的进气口连通，所述散热通道围绕并抵接于空压机的外表面；

所述进气通道与散热通道的进气端设有调节组件，所述调节组件调整进气通道和散热通道进气端的大小，所述散热通道内还设有压力检测器，所述压力检测器与调节组件和空压机通信连接；

所述调节组件包括调节电机和调节板，所述调节电机安装于进气通道的外侧壁，所述调节板连接于调节电机的输出轴，所述调节电机与压力检测器通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述空压机的外表面还设有导热杆，所述散热通道通过导热杆与空压机外表面抵接。

3.根据权利要求2所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述导热杆为两端封闭的中空导管，所述导热杆内填充有相变材料，所述相变材料吸收热量后由液体转化为气态。

4.根据权利要求1所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述集装箱体的底部设车架，所述车架的前端设有牵引杆，后端设有两组车轮。

5.根据权利要求1所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述空压机的出气端还设置有热能回收组件，所述热能回收组件与散热通道抵接。

6.根据权利要求1所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述进气通道和散热通道的进气端还安装有过滤组件。

7.根据权利要求6所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：所述过滤组件包括过滤网和吸附层，所述过滤网安装于靠近进气管道进气端的一侧，所述吸附层贴附于过滤网的后端。

8.一种移动式数字能源空压站控制系统，用于上述权利要求1-7任意一项所述的一种移动式数字能源空压站，其特征在于：包括控制终端、监测模块和监控分析模块，所述控制终端与调节组件通信连接，所述监测模块分别与空压机、冷干机和调节组件通信连接，所述监控分析模块分别与控制终端和监测模块通信连接，所述监测模块将空压机运转功率、冷干机运转功率和调节组件的调节量传输至监控分析模块，所述监控分析模块根据空压机运转功率和冷干机运转功率计算出调节组件的调节量并将计算结果传输至控制终端，所述控制终端根据检测结果调整调节组件的调节量。