CN220869618U - 一种干式无油压缩机的进气控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种干式无油压缩机的进气控制系统，包括进气阀、泄放阀、执行气缸、二位三通电磁阀、一级压缩主机和二级压缩主机，进气阀连通至一级压缩主机的进气口，一级压缩主机的排气口连通至二级压缩主机的进气口，二级压缩主机的排气口连接有二级排气管路；泄放阀的泄放口连通至二级排气管路；执行气缸内设置有膜片以及与膜片固定连接的阀杆，膜片将执行气缸的内腔分隔为进气侧腔室和放空侧腔室，二位三通电磁阀的三个端口分别连通至进气侧腔室、放空侧腔室和二级排气管路，采用二级排气压力作为执行气缸的控制压力，保证在膜片尺寸较小的情况下也能够将泄放阀的泄放口完全封闭，避免泄放阀在工作时漏气。

Description

一种干式无油压缩机的进气控制系统

技术领域

本实用新型涉及空气压缩机技术领域，具体涉及一种干式无油压缩机的进气控制系统。

背景技术

进气阀作为压缩机的重要组成部分，控制着整个压缩机的加卸载，图1为无油压缩机(干螺杆机型)现阶段常用的一种进气阀1，该进气阀1由其内部的进气阀板11控制开闭，进气阀板11通过齿轮齿条结构由阀杆10推动，阀杆10的一端为执行气缸3(膜式气缸)，另一端为压缩机的泄放阀2。如图1所示，压缩机停机或卸载时，进气阀板11闭合，同时泄放阀板12打开；如图2所示，压缩机加载时，进气阀板11打开，同时泄放阀板12闭合；通过控制膜片9两侧的压力差来驱动阀杆10往复移动，从而利用阀杆10驱动进气阀1和泄放阀2在打开状态和闭合状态之间往复切换。

现有技术中通常采用压缩机的中间级压力(即一级压缩主机5的排气压力)作为膜式气缸的控制气压(1.8-2.5bar左右)，而泄放阀2泄放口D处的压力为压缩机的二级排气压力，通常在7-10.5bar，若膜片9的尺寸不够大，阀杆10右侧(膜式气缸)施加的压力将无法有效保证左侧泄放阀2的密封性，导致泄放阀2在工作时漏气，因此为了保证泄放口D可以被完全密封，需要将膜式气缸设计的较大，不利于降本增效。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种干式无油压缩机的进气控制系统，以解决因膜片尺寸较小导致泄放阀在工作时漏气的技术问题。

本实用新型实施例提供的一种干式无油压缩机的进气控制系统，包括进气阀、泄放阀、执行气缸、二位三通电磁阀、一级压缩主机和二级压缩主机，所述进气阀连通至所述一级压缩主机的进气口，所述一级压缩主机的排气口通过一级排气管路连通至所述二级压缩主机的进气口，所述二级压缩主机的排气口连接有二级排气管路；

所述泄放阀的泄放口连通至所述二级排气管路；所述执行气缸内设置有膜片以及与膜片固定连接的阀杆，所述膜片将所述执行气缸的内腔分隔形成进气侧腔室和放空侧腔室，所述二位三通电磁阀的三个端口分别连通至所述进气侧腔室、所述放空侧腔室和所述二级排气管路，以驱动所述阀杆在第一位置和第二位置之间往复移动，使得所述阀杆能够驱动所述进气阀和所述泄放阀在打开状态和闭合状态之间往复切换。

进一步地，所述进气阀内设置有进气阀板，所述阀杆插入至所述进气阀内并与所述进气阀板传动连接；所述泄放阀内设置有泄放阀板，所述阀杆插入至所述泄放阀内并与所述泄放阀板固定连接；当所述阀杆移动至所述第一位置时，所述进气阀板处于闭合状态，所述泄放阀板处于打开状态；当所述阀杆移动至所述第二位置时，所述进气阀板处于打开状态，所述泄放阀板处于闭合状态。

进一步地，所述阀杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧用于向所述阀杆施加使其从所述第二位置移动至所述第一位置的弹性力。

进一步地，所述放空侧腔室通过通孔与所述进气阀的进气通道相连通。

进一步地，所述二位三通电磁阀和所述二级排气管路之间设置有梭阀，所述梭阀的两个进气口分别连通至所述一级排气管路和所述二级排气管路，所述梭阀的出气口连通至所述二位三通电磁阀。

进一步地，所述一级排气管路上设置有中间冷却器，所述梭阀连通至所述中间冷却器和所述二级压缩主机之间。

进一步地，所述二级排气管路上设置有后冷却器，所述二级压缩主机和所述后冷却器之间设置有朝后冷却器单向导通的止回阀，所述梭阀和所述泄放阀均连通至所述二级压缩主机和所述止回阀之间。

进一步地，所述梭阀和所述二位三通电磁阀之间设置有节流子。

本实用新型实施例具有如下有益效果：本申请对执行气缸的控制方式进行了重新设计，将二位三通电磁阀的三个端口分别连通至二级排气管路以及膜片两侧的进气侧腔室和放空侧腔室，采用二级排气压力作为执行气缸的控制压力，使其能够满足小尺寸膜式气缸的应用，保证在膜片尺寸较小的情况下也能够将泄放阀的泄放口完全封闭，从而有效避免泄放阀在工作时漏气。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为进气阀在停机/卸载状态下的结构示意图；

图2为进气阀在加载状态下的结构示意图；

图3为本实用新型其中一种实施方式的结构示意图；

图4为本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图中数字表示：

1、进气阀；2、泄放阀；3、执行气缸；4、二位三通电磁阀；5、一级压缩主机；6、二级压缩主机；7、一级排气管路；8、二级排气管路；9、膜片；10、阀杆；11、进气阀板；12、泄放阀板；13、复位弹簧；14、通孔；15、梭阀；16、中间冷却器；17、后冷却器；18、止回阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

本实用新型的实施例提供了一种干式无油压缩机的进气控制系统，如图3所示，其主要包括进气阀1、泄放阀2、执行气缸3、二位三通电磁阀4、一级压缩主机5和二级压缩主机6，其中，进气阀1连通至一级压缩主机5的进气口，一级压缩主机5的排气口通过一级排气管路7连通至二级压缩主机6的进气口，二级压缩主机6的排气口连接有二级排气管路8，泄放阀2的泄放口D连通至二级排气管路8，用于将二级排气管路8放空。

执行气缸3内设置有膜片9以及与膜片9固定连接的阀杆10，膜片9将执行气缸3的内腔分隔形成进气侧腔室A和放空侧腔室B，二位三通电磁阀4的三个端口(COM端、NO端和NC端)分别连通至进气侧腔室A、放空侧腔室B和二级排气管路8，将二位三通电磁阀4切换至不同的工作位置即可分别连通不同的端口，从而调整进气侧腔室A和放空侧腔室B之间的压差，采用二级排气压力作为执行气缸3的控制压力，通过控制膜片9两侧的压力差来驱动阀杆10在第一位置和第二位置之间往复移动，从而利用阀杆10驱动进气阀1和泄放阀2在打开状态和闭合状态之间往复切换。

具体的，进气阀1内设置有进气阀板11，阀杆10插入至进气阀1内，并通过齿轮齿条结构与进气阀板11传动连接，当阀杆10在第一位置和第二位置之间往复移动时，进气阀板11可在齿轮齿条结构的传动作用下随之转动，从而将进气阀1的进气通道C打开或者闭合。泄放阀2内设置有泄放阀板12，阀杆10插入至泄放阀2内并与泄放阀板12固定连接，使得泄放阀板12能够随着阀杆10左右移动，以将泄放阀2的泄放口D打开或者闭合。如图1所示，当压缩机处于停机/卸载状态时，阀杆10向右移动至第一位置，此时，进气阀板11处于闭合状态，泄放阀板12处于打开状态；如图2所示，当压缩机处于加载状态时，阀杆10向左移动至第二位置，此时，进气阀板11处于打开状态，泄放阀板12处于闭合状态。进一步地，阀杆10上还套设有复位弹簧13，该复位弹簧13能够向阀杆10施加使其从第二位置移动至第一位置的弹性力，以保证进气阀1在停机/卸载状态下的密封稳定性。

上述进气控制系统的基本工作过程如下：

停机时：二位三通电磁阀4不得电，二位三通电磁阀4的NO端与COM端连通，使执行气缸3的放空侧腔室B与执行气缸3的进气侧腔室A保持连通状态，两者压力一致，均为大气压；此时，在复位弹簧13的作用下，阀杆10处于右极限位置(即第一位置)，进气阀板11完全闭合，将进气阀1的进气通道C与外部空气隔断，同时，泄放阀板12与泄放阀2的泄放口D不接触，泄放阀2完全打开。

启动时：二位三通电磁阀4暂时仍不得电，二位三通电磁阀4的NO端与COM端连通，使执行气缸3的放空侧腔室B与执行气缸3的进气侧腔室A保持连通状态，两者压力一致，均为大气压；一级压缩主机5和二级压缩主机6在电机的驱动下开始运转，使得与一级压缩主机5相连通的进气通道C形成负压，因执行气缸3的放空侧腔室B通过通孔14与进气阀1的进气通道C相连通，两者压力始终一致，因此，此时进气侧腔室A、放空侧腔室B及进气通道C内的压力相同且均为负压，膜片9在复位弹簧13的限制下无法向左移动，进气阀板11仍然处于闭合状态。

加载时：启动若干时间(通常为6秒左右)后，二位三通电磁阀4得电切换，变为NC端与COM端连通，使执行气缸3的进气侧腔室A与二级排气管路8保持连通状态，两者压力一致，均为大气压(由于此时泄放阀2打开，二级排气管路8处于放空状态)；而此时放空侧腔室B及进气通道C内的压力相同且仍为负压，进气侧腔室A内的压力大于放空侧腔室B内的压力，膜片9能够在进气侧腔室A和放空侧腔室B之间的压差作用下带动阀杆10向左移动，从而驱动进气阀板11初步翻转打开，使一级压缩主机5能够从外部吸入空气并进行压缩，二级压缩主机6对一级压缩气体进行二次压缩。

随着进气量的增加，二级排气管路8中的二级排气压力会逐步提高，此时，位于阀杆10两端的进气侧腔室A和泄放口D的压力一致，均为二级排气压力，而放空侧腔室B内的压力为微负压，使得阀杆10右端所受到的推力大于其左端的推力，阀杆10能够继续向左移动，使进气阀板11的开度继续变大，当阀杆10向左移动至第二位置时，进气阀板11完全打开，泄放阀板12与泄放口D密封闭合，泄放阀2完全封闭，压缩机完全加载。

卸载时：二位三通电磁阀4失电切换，二位三通电磁阀4的NO端与COM端连通，使执行气缸3的放空侧腔室B与执行气缸3的进气侧腔室A保持连通状态，两者压力一致，阀杆10在复位弹簧13的作用下向右移动，重新回到第一位置，泄放阀板12打开放空，进气阀板11闭合，压缩机进入卸载状态。

然而，由于上述实施例将二位三通电磁阀4直接连通至二级排气管路8，在压缩机初次启动时，二级排气压力受后端的用户储气罐容积及用气情况而影响，当压缩机排气量较小，用户储气罐容积较大时，压缩机启动后二级排气压力上升缓慢，导致进气侧腔室A和放空侧腔室B之间的压差无法克服复位弹簧13的弹性力，进气阀板11无法被完全打开，压缩机难以进入完全加载状态。

因此，针对以上情况，本实用新型实施例还提供了一种优选的实施方式，如图4所示，在二位三通电磁阀4和二级排气管路8之间设置有梭阀15，梭阀15的两个进气口分别连通至一级排气管路7和二级排气管路8，梭阀15的出气口则连通至二位三通电磁阀4的NC端。

按照该实施方式，进气阀1的加载工况将会变为：启动若干时间(通常为6秒左右)后，二位三通电磁阀4得电切换，变为NC端与COM端连通，此时，进气阀板11仍处于闭合状态而一级压缩主机5在运转，因此，放空侧腔室B及进气通道C内的压力相同且为负压。当进气阀1的进气量较少时，一级排气管路7中的压力为负压，二级排气管路8处于放空状态，其压力为大气压，大于一级排气管路7中的压力，因此梭阀15动作，将执行气缸3的进气侧腔室A与二级排气管路8连通，膜片9在进气侧腔室A和放空侧腔室B之间的压差作用下带动阀杆10向左移动，从而驱动进气阀板11初步翻转打开，使一级压缩主机5能够从外部吸入空气并进行压缩，二级压缩主机6对一级压缩气体进行二次压缩。

随着进气量的增加，一级排气管路7中的压力逐渐上升，当其压力大于放空状态下的二级排气管路8中的压力(大气压)时，梭阀15动作，使执行气缸3的进气侧腔室A与一级排气管路7连通，此时进气侧腔室A内的压力仍高于放空侧腔室B内的压力，膜片9在两侧压差作用下继续向左推动阀杆10，使进气阀板11的开度继续变大。

随着压缩机的逐渐加载，二级排气管路8中的二级排气压力会逐步提高，当二级排气压力高于一级排气压力时，梭阀15动作，使执行气缸3的进气侧腔室A与二级排气管路8连通，此时，位于阀杆10两端的进气侧腔室A及泄放口D的压力一致，均为二级排气压力，而放空侧腔室B内的压力为微负压，使得阀杆10右端所受到的推力大于其左端的推力，阀杆10能够继续向左移动；由于进气侧腔室A与泄放口D的压力都取自二级排气管路8，两者压力始终保持相等，可以有效保证在任何排气压力下，阀杆10都能够向左移动至左极限位置(即第二位置)，使压缩机完全加载，同时保证泄放阀2密封无泄漏。

再进一步优化，可在梭阀15和二位三通电磁阀4的NC端之间安装一节流子(图中未示出)，使压缩气体能够缓慢进入执行气缸3，以推动进气阀板11至完全打开，避免压缩气体在压力较高时快速推动膜片9，导致进气阀1的运动部件受到较大的冲击力，影响进气阀1的使用寿命。

此外，一级排气管路7上设置有中间冷却器16，本实施例将梭阀15连通至中间冷却器16和二级压缩主机6之间。二级排气管路8上设置有后冷却器17，二级压缩主机6和后冷却器17之间设置有朝后冷却器17单向导通的止回阀18。梭阀15和泄放阀2可以连通至二级压缩主机6和止回阀18之间，也可以连通至止回阀18和后冷却器17之间或者后冷却器17之后，其区别在于，当压缩机卸载后，如果梭阀15和泄放阀2连通至二级压缩主机6和止回阀18之间，因卸载后二级排气管路8中该处的压力为大气压，压缩机再次加载时，进气阀1仍能按照上述动作执行，进气阀1能经过进气阀板11的初步打开-持续打开-完全打开的多个步骤缓慢进入完全加载状态。但如果将梭阀15和泄放阀2连通至止回阀18之后，二级排气管路8中该处的压力等于后端用户储气罐内的压力，压缩机再次加载时，二级排气管路8中的压力始终大于一级排气管路7中的压力，进气阀1将由二级排气管路8中的压力快速打开，进气阀1可能受冲击而影响寿命，因此，最好将梭阀15和泄放阀2连通至二级压缩主机6和止回阀18之间。

可以理解的是，本实用新型实施例所提供的上述进气控制系统同样适用于其他气动执行机构，如活塞式气缸。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例的技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：包括进气阀、泄放阀、执行气缸、二位三通电磁阀、一级压缩主机和二级压缩主机，所述进气阀连通至所述一级压缩主机的进气口，所述一级压缩主机的排气口通过一级排气管路连通至所述二级压缩主机的进气口，所述二级压缩主机的排气口连接有二级排气管路；

所述泄放阀的泄放口连通至所述二级排气管路；所述执行气缸内设置有膜片以及与膜片固定连接的阀杆，所述膜片将所述执行气缸的内腔分隔形成进气侧腔室和放空侧腔室，所述二位三通电磁阀的三个端口分别连通至所述进气侧腔室、所述放空侧腔室和所述二级排气管路，以驱动所述阀杆在第一位置和第二位置之间往复移动，使得所述阀杆能够驱动所述进气阀和所述泄放阀在打开状态和闭合状态之间往复切换。

2.根据权利要求1所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述进气阀内设置有进气阀板，所述阀杆插入至所述进气阀内并与所述进气阀板传动连接；所述泄放阀内设置有泄放阀板，所述阀杆插入至所述泄放阀内并与所述泄放阀板固定连接；当所述阀杆移动至所述第一位置时，所述进气阀板处于闭合状态，所述泄放阀板处于打开状态；当所述阀杆移动至所述第二位置时，所述进气阀板处于打开状态，所述泄放阀板处于闭合状态。

3.根据权利要求2所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述阀杆上套设有复位弹簧，所述复位弹簧用于向所述阀杆施加使其从所述第二位置移动至所述第一位置的弹性力。

4.根据权利要求1所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述放空侧腔室通过通孔与所述进气阀的进气通道相连通。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述二位三通电磁阀和所述二级排气管路之间设置有梭阀，所述梭阀的两个进气口分别连通至所述一级排气管路和所述二级排气管路，所述梭阀的出气口连通至所述二位三通电磁阀。

6.根据权利要求5所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述一级排气管路上设置有中间冷却器，所述梭阀连通至所述中间冷却器和所述二级压缩主机之间。

7.根据权利要求5所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述二级排气管路上设置有后冷却器，所述二级压缩主机和所述后冷却器之间设置有朝后冷却器单向导通的止回阀，所述梭阀和所述泄放阀均连通至所述二级压缩主机和所述止回阀之间。

8.根据权利要求5所述的一种干式无油压缩机的进气控制系统，其特征在于：所述梭阀和所述二位三通电磁阀之间设置有节流子。