CN207813872U - 一种节能型空压机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业节能控制技术领域，具体涉及一种节能型空压机控制系统。本实用新型包括彼此依次相连的空压机、输气主管道、用气设备以及与空压机相连的控制器，所述输气主管道内固设有喷嘴，所述喷嘴的喷口朝向与输气主管道的中轴线平行；所述输气主管道上固设有与输气主管道相连通的支管道，支管道上固设有气压检测装置，所述输气主管道内设有与输气主管道铰接的挡片，所述挡片与输气主管道间固设有弹性装置，所述输气主管道上固设有用于测量挡片摆动角度的角度测量装置，所述气压检测装置、角度测量装置均与控制器相连接。通过本实用新型的使用，能够有效的降低能耗、节约成本并提高工作效率。

Description

一种节能型空压机控制系统

技术领域

本实用新型属于工业节能控制技术领域，具体涉及一种节能型空压机控制系统。

背景技术

空气压缩机是工业现代化的基础产品，主要为工业气动系统提供气源动力，是气动系统的核心设备，在工业生产中有着广泛的应用。

钻爆法施工在目前的隧道施工中占据着主导地位，所述施工方法中采用的类似于风动凿岩机等的用气设备由空压机提供气源动力，在用气设备需要工作或结束工作时，由施工人员相互传递信息，手动控制空压机的开关，以此来避免空压机做无效工作，降低能耗。然而隧道较长，空压机布置在隧道外，用气设备作用于隧道末端，空压机与用气端距离很远，以及隧道内外通信和电缆铺设较为昂贵，隧道内无线信号又通信不畅，以上的种种都给节能工作的实施增加了困难，致使费时费力而且效率低下。

发明内容

为了避免和克服现有技术中出现的问题，本实用新型提供了一种节能型空压机控制系统。本实用新型能够有效的降低能耗并提高工作效率。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种节能型空压机控制系统，包括出口端与用气设备相连接的输气主管道，与所述输气主管道入口端相连接的空压机以及与所述空压机相连的控制器，所述输气主管道内固设有喷嘴，所述喷嘴的喷口朝向与输气主管道的中轴线平行且向着远离空压机的方向；所述输气主管道上固设有与输气主管道相连通的支管道，所述支管道与输气主管道的连接点设置于靠近所述喷嘴的喷口端处，所述支管道上固设有用于测量气压的气压检测装置，所述气压检测装置与控制器相连接；所述输气主管道内设有与输气主管道铰接的挡片，所述挡片与输气主管道的铰接处设置于临近所述喷嘴的喷口端外侧且处于所述输气主管道的顶部，处于垂直状态时的所述挡片的板面与所述输气主管道的中轴线垂直，所述挡片与输气主管道间固设有弹性装置，所述挡片处于垂直状态时所述弹性装置处于松弛状态，所述挡片处于斜向状态时所述弹性装置处于受力状态，所述输气主管道上固设有用于测量挡片摆动角度的角度测量装置，所述角度测量装置与控制器相连接。

优选的，所述气压检测装置采用真空表和压力表，所述弹性装置采用弹簧，所述角度测量装置采用角度传感器。

进一步优选的，所述压力表设置于靠近支管道与输气主管道的连接点处，所述真空表设置于远离支管道与输气主管道的连接点处。

进一步优选的，所述真空表、压力表设置于支管道上的同一侧。

优选的，本系统还包括设置于支管道和输气主管道上的若干电磁阀，若干所述电磁阀均与控制器相连，所述气压检测装置位于支管道与输气主管道的连接点和支管道上的电磁阀之间，输气主管道上的电磁阀位于空压机与喷嘴之间。

进一步优选的，输气主管道上的电磁阀设置于靠近喷嘴处。

优选的，所述喷嘴位于输气主管道内靠近空压机的一端处。

优选的，所述喷嘴呈缩径状，喷口端尺寸较小。

优选的，所述支管道的中轴线与输气主管道的输气方向成钝角，角度范围为130°～170°。

优选的，所述挡片垂直状态时的底部位置略高于所述喷嘴的喷口中心位置。

本实用新型的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)本实用新型中所述支管道上的气压检测装置采用真空表和压力表，所述真空表、压力表均与控制器相连，工作时真空表、压力表所检测出的压力值会反馈到控制器中。通过这简单的两个仪表就能轻松实现本系统在无人值守下自动运行与关闭，从而做到在确保不影响工作的前提下还能避免空压机做无效工作，降低能耗。

本实用新型中所述喷嘴的喷口端外侧设有可旋转摆动的挡片，在空压机正常工作时，所述挡片被流经喷嘴处的高速空气冲击呈斜向状态，等到用气设备端停止用气时，随着输气主管道内气体压力慢慢增大，流经喷嘴处的气体流速不断减小，气体对所述挡片的冲击力也不断减小，所述挡片的摆动斜向幅度逐渐减小(斜向状态与初始垂直状态间的夹角逐渐减小)，所述挡片上设有弹簧，所述弹簧的弹力是预先设定好的，当所述弹簧对挡片的弹力大于气体对挡片的冲击力时，致使挡片迅速恢复初始垂直状态，此时用于测量挡片摆动角度的角度传感器检测出所述挡片的摆动角度为零，通过控制器传递给空压机关闭的信号，从而进一步保障空压机的节能工作，降低能耗。

本实用新型针对避免空压机做无效工作做了双重措施，二者均可独立存在，从而减少节能工作出现故障的可能性。

(2)本实用新型中所述支管道上设有电磁阀，所述电磁阀与控制器相连。在空压机正常工作时，电磁阀打开，从空压机出来的高压空气经过喷嘴形成高速空气，主管道内的气体压力减小致使管道外的空气经支管道被吸入主管道中，从而增加了空气的流量，实现由一个较小的额定输送量到一个较大的实际输送量的转变。

由以上所述可知，本实用新型对于气体的利用更加合理且充分，减少了浪费，降低了成本，在降低能耗的同时还具备结构简单的特点，工作可靠且稳定。

(3)本实用新型在输气主管道中位于空压机与喷嘴之间且靠近喷嘴处的地方设有电磁阀，这不仅可以保证在用气设备用气降低管道中的气压时，气压检测装置能够及时反馈，还有效的避免了输气主管道中进气端密封性差所带来的不利因素，从而减少管道中气压检测区域内的空气泄露量，最大限度的防止因空气的自行泄露而让空压机做无效工作。

(4)本实用新型中所述喷嘴位于输气主管道内靠近空压机的一端处。通过这样的设计使得由空压机出来的空气在准备经过喷嘴处时流速损失较小，从而增加从管道外吸入空气的流量，另外在与真空表、压力表、角度传感器、电磁阀连接线路时距离更短，方便操作。

(5)本实用新型中所述喷嘴呈缩径状，喷口端尺寸较小。通过这样的设计来保证高压空气顺畅的通过所述喷嘴，避免气体流速损失过大，并使得气体在通过喷嘴后具有高速率，对管道外的空气具有更大的吸力。

(6)本实用新型中所述支管道的中轴线与输气主管道的输气方向成钝角，角度范围为130°～170°。采用这样的设计致使主管道与支管道内的气体流向较为一致，为管道外的气体能够顺畅流入主管道打下了良好的基础。

(7)本实用新型将所述挡片垂直状态时的底部位置设计成略高于所述喷嘴的喷口中心位置，从而在做到形成摆动角度的前提下尽可能的减少挡片对输气主管道内气体流速的阻挡，保证高压空气的流通顺畅，避免无用消耗。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图；

图2为本实用新型中空压机开启时的系统状态示意图。

附图标记的含义如下：

10-输气主管道11-喷嘴12-支管道13-挡片20-空压机

30-控制器40-气压检测装置41-真空表42-压力表

50-电磁阀60-弹性装置70-角度测量装置

α-挡片在空压机工作时的摆动位置与初始垂直位置间的夹角

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，一种节能型空压机控制系统，包括出口端与用气设备相连接的输气主管道10，与所述输气主管道10入口端相连接的空压机20以及与所述空压机20相连的控制器30，所述空压机20也可以是由多台空压机20并联组合使用，所述输气主管道10内焊有喷嘴11，所述喷嘴11的喷口朝向与输气主管道10的中轴线平行且向着远离空压机20的方向；所述输气主管道10上焊有与输气主管道10相连通的支管道12，所述支管道12与输气主管道10的连接点设置于靠近所述喷嘴11的喷口端处，所述支管道12上固设有用于测量气压的气压检测装置40，所述气压检测装置40与控制器30的输入端相连；所述输气主管道10内设有与输气主管道10铰接的挡片13，所述挡片13与输气主管道10的铰接处设置于临近所述喷嘴11的喷口端外侧且处于所述输气主管道10的顶部，处于垂直状态时的所述挡片13的板面与所述输气主管道10的中轴线垂直，所述挡片13与输气主管道10间固设有弹性装置60，所述挡片13处于垂直状态时所述弹性装置60处于松弛状态(与挡片13间无拉力作用)，所述挡片13处于斜向状态(与初始垂直状态形成夹角)时所述弹性装置60处于受力状态(对挡片13有拉力作用)，所述输气主管道10上固设有用于测量挡片13摆动角度的角度测量装置70，所述角度测量装置70与控制器30的输入端相连。本实用新型中所述弹性装置60采用弹簧，所述角度测量装置70采用角度传感器。

如图1、2所示，所述气压检测装置40采用大量程真空表41和小量程高精度压力表42。所述压力表42设置于靠近支管道12与输气主管道10的连接点处，所述真空表41设置于远离支管道12与输气主管道10的连接点处，这有利于管道中气压在增大时能够及时被压力表42检测出并反馈到控制器30中，从而避免空压机20过多的做无效工作。

如图1、2所示，所述真空表41、压力表42设置于支管道12上的同一侧。通过这种方式的设置使得维护人员在做设备检修、设备保养工作时更加方便，并且看起来更加美观。

如图1、2所示，本系统还包括设置于支管道12和输气主管道10上的若干电磁阀50，若干所述电磁阀50均与控制器30的输出端相连，所述气压检测装置40即真空表41、压力表42位于支管道12与输气主管道10的连接点和支管道12上的电磁阀50之间，输气主管道10上的电磁阀50位于空压机20与喷嘴11之间。本实施例中所述支管道12与输气主管道10上各设有一个电磁阀50，如图1、2所示。

如图1、2所示，输气主管道10上的电磁阀50设置于靠近喷嘴11处。

如图1、2所示，所述喷嘴11位于输气主管道10内靠近空压机20的一端处。

如图1、2所示，所述喷嘴11呈缩径状，喷口端尺寸较小。

如图1、2所示，所述支管道12的中轴线与输气主管道10的输气方向成钝角，角度范围为130°～170°。本实施例中该角度设置为135°。

如图1所示，所述挡片13垂直状态时的底部位置略高于所述喷嘴11的喷口中心位置。

下面结合实施例对本实用新型的工作原理做详细说明：

1)当用气设备需要用气时，空压机20开始工作(此时支管道12上的电磁阀50为常闭状态，输气主管道10上的电磁阀50为常开状态)，高压空气经过喷嘴11形成高速空气，所述挡片13在高速空气的冲击下呈斜向状态且与初始垂直状态形成一定夹角α(如图2所示)，所述弹性装置60对挡片13有拉力作用，但该拉力小于高速空气对挡片13的冲击力；另外在高速空气的作用下支管道12中的空气被吸入输气主管道10，真空表41检测出负压值，等到支管道12中气体压力降低到负压a时，压力值a反馈到控制器30，控制器30给支管道12上的电磁阀50传递打开的信号，支管道12上的电磁阀50随之打开，大量的管道外空气经支管道12被吸入输气主管道10内。

2)当用气设备结束用气时，空压机20保持工作，输气主管道10内空气逐渐增多，喷嘴11处空气流速逐渐减小，输气主管道10中气体压力增大，支管道12中气压也随之增大，等到支管道12中气体压力增大到负压b时，压力值b反馈到控制器30，控制器30给支管道12上的电磁阀50传递关闭的信号，该电磁阀50关闭；支管道12上的电磁阀50关闭后管道中气压继续增大，喷嘴11处空气流速不断减小，一方面导致流动气体对所述挡片13的冲击力不断减小，致使所述挡片13的摆动斜向幅度逐渐减小(斜向状态与初始垂直状态间的夹角α逐渐减小)，所述弹性装置60(弹簧)的弹力大小是预先设定好的，当流动气体对挡片13的冲击力小于所述弹性装置60对挡片13的拉力时，所述挡片13迅速恢复到初始垂直状态(如图1所示)，此时角度测量装置70(角度传感器)检测到挡片13的摆动角度为零并将该角度值反馈到控制器30，控制器30给空压机20传递关闭的信号，空压机20随之关闭；另一方面使得压力表42检测出正压值，相对应的在出现流动气体对挡片13的冲击力小于所述弹性装置60对挡片13的拉力的临界点时，支管道12中气体压力增大到正压c，此时压力值c反馈到控制器30，控制器30传递给空压机20以及输气主管道10上的电磁阀50关闭的信号，随之空压机20关闭，输气主管道10上的电磁阀50关闭。本实用新型中所述弹性装置60(弹簧)的弹力大小是预先设置的，对应于支管道12中气体压力增大到正压c时，所述弹性装置60对挡片13的拉力大于流动气体对挡片13的冲击力；本实用新型中上述两种保证空压机20节能工作的技术方案为并联工作关系，二者均可独立存在，双保险的设计有效的减少乃至杜绝了空压机20节能控制出现故障的不利现象。

3)当用气设备再次使用时，管道内气体外流，随之气体压力降低，等到支管道12中气体压力降低到正压d时，压力值d反馈到控制器30，控制器30传递给空压机20以及输气主管道10上的电磁阀50开启的信号，随之输气主管道10上的电磁阀50打开，空压机20开始工作。

空压机20工作后，按照上述原理(1)继续运行。

以上所述工作原理中所涉及的压力a、b均为负压，b值大于a值；压力c、d均为正压，c值大于d值。

Claims (10)

1.一种节能型空压机控制系统，包括出口端与用气设备相连接的输气主管道(10)，与所述输气主管道(10)入口端相连接的空压机(20)以及与所述空压机(20)相连的控制器(30)，其特征在于：所述输气主管道(10)内固设有喷嘴(11)，所述喷嘴(11)的喷口朝向与输气主管道(10)的中轴线平行且向着远离空压机(20)的方向；所述输气主管道(10)上固设有与输气主管道(10)相连通的支管道(12)，所述支管道(12)与输气主管道(10)的连接点设置于靠近所述喷嘴(11)的喷口端处，所述支管道(12)上固设有用于测量气压的气压检测装置(40)，所述气压检测装置(40)与控制器(30)相连接；所述输气主管道(10)内设有与输气主管道(10)铰接的挡片(13)，所述挡片(13)与输气主管道(10)的铰接处设置于临近所述喷嘴(11)的喷口端外侧且处于所述输气主管道(10)的顶部，处于垂直状态时的所述挡片(13)的板面与所述输气主管道(10)的中轴线垂直，所述挡片(13)与输气主管道(10)间固设有弹性装置(60)，所述挡片(13)处于垂直状态时所述弹性装置(60)处于松弛状态，所述挡片(13)处于斜向状态时所述弹性装置(60)处于受力状态，所述输气主管道(10)上固设有用于测量挡片(13)摆动角度的角度测量装置(70)，所述角度测量装置(70)与控制器(30)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述气压检测装置(40)采用真空表(41)和压力表(42)，所述弹性装置(60)采用弹簧，所述角度测量装置(70)采用角度传感器。

3.根据权利要求2所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述压力表(42)设置于靠近支管道(12)与输气主管道(10)的连接点处，所述真空表(41)设置于远离支管道(12)与输气主管道(10)的连接点处。

4.根据权利要求3所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述真空表(41)、压力表(42)设置于支管道(12)上的同一侧。

5.根据权利要求2所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：本系统还包括设置于支管道(12)和输气主管道(10)上的若干电磁阀(50)，若干所述电磁阀(50)均与控制器(30)相连，所述气压检测装置(40)位于支管道(12)与输气主管道(10)的连接点和支管道(12)上的电磁阀(50)之间，输气主管道(10)上的电磁阀(50)位于空压机(20)与喷嘴(11)之间。

6.根据权利要求5所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：输气主管道(10)上的电磁阀(50)设置于靠近喷嘴(11)处。

7.根据权利要求1所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述喷嘴(11)位于输气主管道(10)内靠近空压机(20)的一端处。

8.根据权利要求1所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述喷嘴(11)呈缩径状，喷口端尺寸较小。

9.根据权利要求1所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述支管道(12)的中轴线与输气主管道(10)的输气方向成钝角，角度范围为130°～170°。

10.根据权利要求1所述的一种节能型空压机控制系统，其特征在于：所述挡片(13)垂直状态时的底部位置略高于所述喷嘴(11)的喷口中心位置。