CN203640975U - 钻机空压机的空气压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钻机空压机的空气压力控制系统，该系统包括在储气罐和钻机空压机之间并联设置第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路，分别控制第一工作压力状态、第二工作压力状态和卸荷状态的启停。本实用新型可避免过多不必要的功率消耗，从而减少相关部件的磨损、减轻冷却系统和其他系统的负担，延长相关部件的寿命，同时还可以节约能源。

Description

钻机空压机的空气压力控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种空压机的空气压力控制系统，特别适用于钻机空压机的空气压力控制。

背景技术

为了保障钻机的正常运行，钻机中通常包括用来提供压缩空气的空气压缩机（以下简称空压机）等辅助设备。在钻机消耗的功率中，近一半为空压机所消耗。在空压机的排气量固定的情况下，空压机所消耗的功率与空压机输出的空气压力成指数关系。空压机输出的空气压力提高时，其功率消耗也提高；空压机输出的空气压力降低时，其功率消耗也降低。例如，空压机输出的空气压力从10.5bar降低为7bar时，空压机的功率可降低20%。

现有钻机空压机的空气压力具有钻机工作模式下的工作压力状态和钻机卸荷模式下的卸荷状态，在工作压力状态下空压机输出最大的空气压力，在卸荷状态下空压机输出的最小的空气压力。当钻机工作在钻孔、开孔和换杆工况时，钻机空压机的空气压力处于工作压力状态；在其它工况时，比如行走工况和待机工况，钻机空压机的空气压力处于卸荷状态。

然而在实际作业中，钻机的工况非常复杂，不同工况所需要的压缩空气情况并不相同。比如，在待机工况和行走工况时，完全不需要空气压力，在换杆工况和开孔工况时，并不需要最大的空气压力。即使是在同一种工况下，工作时所需的空气压力也是和实际情况相关的。

现有技术中单一的工作压力的设定，导致钻机在某些工况下浪费了很多不必要的功率。这些不必要的功率最终会全部消耗在某些部件上，以致这些部件产生大量振动造成不必要的磨损，并且导致这些部件产生大量热量从而增加冷却系统和其他系统的负担。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，为了解决现有技术中由于钻机空压机的单一工作压力导致的上述问题，而提供了一种钻机空压机的空气压力控制系统，可根据不同工况按照需要调整空压机的工作压力，以避免过多不必要的功率消耗。

本实用新型提供了一种钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，该系统包括并联设置于储气罐和空压机之间的第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路，其中，所述第一调压支路包括第一调压阀，所述第一调压阀的设定压力为空压机的第一工作压力；所述第二调压支路包括串联的第二电磁阀和第二调压阀，所述第二电磁阀用于控制所述第二调压支路的通断，所述第二调压阀的设定压力为空压机的第二工作压力，所述第二工作压力小于所述第一工作压力；所述卸荷支路包括第五电磁阀，所述第五电磁阀用于控制所述卸荷支路的通断。

进一步地，所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况或开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

优选地，所述系统还包括与所述第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路并联的第三调压支路，所述第三调压支路包括串联的第三电磁阀和第三调压阀，所述第三电磁阀用于控制所述第三调压支路的通断，所述第三调压阀的设定压力为空压机的第三工作压力，所述第三工作压力小于所述第一工作压力。

进一步地，所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第三调压支路配置为当钻机处于开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

优选地，所述系统还包括分别与所述第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路并联的第三和第四调压支路，其中，所述第三调压支路包括串联的第三电磁阀和第三调压阀，所述第三电磁阀用于控制所述第三调压支路的通断，所述第三调压阀的设定压力为空压机的第三工作压力，所述第三工作压力小于所述第一工作压力；所述第四调压支路包括串联的第四电磁阀和第四调压阀，所述第四电磁阀用于控制所述第四调压支路的通断，所述第四调压阀的设定压力为空压机的第四工作压力，所述第四工作压力小于所述第一工作压力。

进一步地，所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第三调压支路配置为当钻机处于开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述第四调压支路配置为当钻机处于待检修工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

与现有技术相比，本实用新型设置多个调压支路，可根据不同工况按照需要调整空压机的工作压力，以避免过多不必要的功率消耗，从而减少相关部件的磨损、减轻冷却系统和其他系统的负担，延长相关部件的寿命，同时还可以节约能源。

附图说明

图1为本实用新型的钻机空压机的空气压力控制系统的优选的实施方式的连接方式示意图；

图2为本实用新型的钻机空压机的空气压力控制系统的优选的实施方式的结构示意图。

主要附图标记说明

1：空压机            2：储气罐

3：进气阀            4：主管路

5：空气压力控制系统  6：压缩空气输出端口

10：第一调压支路     20：第二调压支路

30：第三调压支路     40：第四调压支路

50：卸荷支路

12：第二电磁阀       13：第三电磁阀

14：第四电磁阀       15：第五电磁阀

21：第一调压阀       22：第二调压阀

23：第三调压阀       24：第四调压阀

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的钻机空压机的空气压力控制系统作进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

参照图1，为本实用新型的钻机空压机的空气压力控制系统的优选的实施方式的连接方式示意图。该系统包括设置于储气罐2和空压机1之间的空气压力控制系统5，空气压力控制系统5的输入端与储气罐2的输出端口相连接，空气压力控制系统5的输出端与空压机1的进气阀3的控制端口相连接。

参照图2，为本实用新型的钻机空压机的空气压力控制系统的优选的实施方式的结构示意图。空气压力控制系统5包括相互并联的第一调压支路10、第二调压支路20、第三调压支路30、第四调压支路40和卸荷支路50，其中第一调压支路10包括连接在该支路的输入端与输出端之间的第一调压阀21，第二调压支路20包括串联在该支路的输入端与输出端之间的第二电磁阀12和第二调压阀22，第三调压支路30包括串联在该支路的输入端与输出端之间的第三电磁阀13和第三调压阀23，第四调压支路40包括串联在该支路的输入端与输出端之间的第四电磁阀14和第四调压阀24，卸荷支路50包括连接在该支路的输入端与输出端之间的第五电磁阀15。

空气压力控制系统5为空压机1的控制通路，其输出端与进气阀3的控制端口相连接以达到控制输出的空气压力的目的。进气阀3为气动开关阀，由其控制端口的空气压力控制其开启和关闭。第二电磁阀12～第五电磁阀15用于控制所在支路的通断从而控制钻机空压机的空气压力的状态，第一调压阀21～第四调压阀24用于控制所在支路输出的空气压力。当电磁阀通电时，电磁阀开启，所在支路接通；当电磁阀断电时，电磁阀关闭，所在支路断开。当所在支路接通时，如果支路中的空气压力达到该支路中调压阀的设定压力，则调压阀开启，使得空气压力可以进入进气阀3的控制端口。

以下结合实例说明空气压力控制系统5如何对空压机1输出的空气压力进行控制。当空压机1启动时，进气阀3的控制端口没有空气压力，进气阀3开启，空气连续地经过进气阀3进入空压机1的机头，经过压缩的空气通过主管路4进入储气罐2。随着空压机1工作时间的增长，储气罐2中的空气压力不断增加，增压后的储气罐2中的空气经过输出端口进入空气压力控制系统5。当压缩空气的压力达到某一接通的支路中的调压阀的设定值时，压缩空气通过该支路进入进气阀3的控制端口，进气阀3随即关闭。此时没有外部空气进入空压机1，同时满足设定压力的压缩空气从压缩空气输出端口6输出。有压缩空气输出之后，管路中的空气压力低于电磁阀设定的空气压力，电磁阀关闭。此时没有空气压力进入进气阀3的控制端口，进气阀3打开，外部空气继续进入空压机1。重复以上过程，即可实现空压机1输出的空气压力满足设定的空气压力。

电磁阀的通电与断电可以根据工况对空气压力的需要由人工手动控制，也可以通过PLC或其他自动化系统自动控制。每个调压阀均独立可调，即用户可以根据工地的实际情况，对每个支路的调压阀的空气压力值进行设定。

第一调压支路10配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开，使得该钻机空压机的空气压力处于第一工作压力状态；第二调压支路20配置为当钻机处于换杆工况时接通，在钻机处于其他工况时断开，使得该钻机空压机的空气压力处于第二工作压力状态；第三调压支路30配置为当钻机处于开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开，使得该钻机空压机的空气压力处于第三工作压力状态；第四调压支路40配置为当钻机处于待检修工况时接通，在钻机处于其他工况时断开，使得该钻机空压机的空气压力处于第四工作压力状态；卸荷支路50配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开，使得该钻机空压机的空气压力处于卸荷状态。

特别地，第一调压支路10仅包括用于控制空压机输出空气压力的调压阀21，而不包括用于控制支路通断的电磁阀。当第二电磁阀12～第五电磁阀15均断电时，即其他支路均断开时，空气压力控制系统5自动进入第一调压支路10，输出第一工作压力。这样的好处是不但可以减少一个电磁阀，而且保障了系统的安全，比如在由于误操作或者系统故障导致的所有电磁阀均断电的情况下，可以避免空压机无压缩空气输出，即对系统的正常运行起到安全保护作用。

特别地，第四调压支路40可用于对气动系统做检修时调整其空气压力。对气动系统做检修时，会需要钻机空压机有一定的工作压力，此时可以让第四电磁阀14通电，并根据系统检修的需要设定第四调压阀24，使空压机输出第四工作压力，从而进行气动系统的检修。

特别地，卸荷支路50仅包括用来控制支路通断的第五电磁阀15，而不包括用来控制输出空气压力的调压阀。这是因为卸荷支路50接通时，钻机空压机输出的空气压力为卸荷压力，卸荷压力仅为管路中的阻力，为空压机系统出厂设定，用户不可自行调整。

在该实施方式中，以空气压力控制系统包括五条支路为例进行了描述。实际应用时，可以根据需要增加或者减少并联的支路，以满足系统工作的需求。

以上具体实施方式仅为本实用新型的示例性实施方式，不能用于限定本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，该系统包括并联设置于储气罐和空压机之间的第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路，其中，

所述第一调压支路包括第一调压阀，所述第一调压阀的设定压力为空压机的第一工作压力；

所述第二调压支路包括串联的第二电磁阀和第二调压阀，所述第二电磁阀用于控制所述第二调压支路的通断，所述第二调压阀的设定压力为空压机的第二工作压力，所述第二工作压力小于所述第一工作压力；

所述卸荷支路包括第五电磁阀，所述第五电磁阀用于控制所述卸荷支路的通断。

2.根据权利要求1所述的钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，

所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况或开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

3.根据权利要求1所述的钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，所述系统还包括与所述第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路并联的第三调压支路，所述第三调压支路包括串联的第三电磁阀和第三调压阀，所述第三电磁阀用于控制所述第三调压支路的通断，所述第三调压阀的设定压力为空压机的第三工作压力，所述第三工作压力小于所述第一工作压力。

4.根据权利要求3所述的钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，

所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第三调压支路配置为当钻机处于开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

5.根据权利要求1所述的钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，所述系统还包括分别与所述第一调压支路、第二调压支路和卸荷支路并联的第三和第四调压支路，其中，

所述第三调压支路包括串联的第三电磁阀和第三调压阀，所述第三电磁阀用于控制所述第三调压支路的通断，所述第三调压阀的设定压力为空压机的第三工作压力，所述第三工作压力小于所述第一工作压力；

所述第四调压支路包括串联的第四电磁阀和第四调压阀，所述第四电磁阀用于控制所述第四调压支路的通断，所述第四调压阀的设定压力为空压机的第四工作压力，所述第四工作压力小于所述第一工作压力。

6.根据权利要求5所述的钻机空压机的空气压力控制系统，其特征在于，

所述第一调压支路配置为当钻机处于钻孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第二调压支路配置为当钻机处于换杆工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第三调压支路配置为当钻机处于开孔工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述第四调压支路配置为当钻机处于待检修工况时接通，在钻机处于其他工况时断开；

所述卸荷支路配置为当钻机处于待机或行走工况时接通，在钻机处于其他工况时断开。

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