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一种 压缩机气量调节系统

阅读：1009发布：2020-06-03

专利汇可以提供一种压缩机气量调节系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种压缩机气量调节系统，其特征是系统设置为：采用由压缩机电机驱动并具有吸气阀的容积式压缩机，设置吸气阀的控制方式是：由执行电机驱动吸气阀压杆轴向移动，以吸气阀压杆的前端通过压叉控制吸气阀片位置，使吸气阀按照控制要求延时关闭，实现压缩机气量的自动无级调节。本发明适用于具有吸气阀的容积式压缩机的气量调节，用于简化控制和执行系统。，下面是一种压缩机气量调节系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种压缩机气量调节系统，其特征是所述系统设置为：采用由压缩机电机(8)驱动并具有吸气阀(1)的容积式压缩机(3)，设置所述吸气阀(1)的控制方式是：设置执行电机(2)，由所述执行电机(2)驱动吸气阀压杆(104)轴向移动，以所述吸气阀压杆(104)的前端通过压叉(105)控制吸气阀片(107)位置，使吸气阀(1)按照控制要求延时关闭，实现压缩机气量的自动无级调节。
2.根据权利要求1所述的压缩机气量调节系统，其特征是：在压缩机的吸气管道(10)上安装吸气管道压力传感器(9)，在压缩机的排气管道(6)上安装排气管道压力传感器(5)；在压缩机的旋转部件上安装参考点信号传感器(7)；设置监控系统(11)，用于分别采集来自参考点信号传感器(7)、吸气管道压力传感器(9)以及排气管道压力传感器(5)的检测信号，所述检测信号经监控系统(11)根据设定值输出控制信号用以控制执行电机(2)动作，以驱动吸气阀压杆(104)的轴向位移量。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机气量调节系统，其特征在于：所述执行电机(2)为步进电机，在执行电机(2)的主轴(112)上安装一凸轮(102)，主轴(112)与吸气阀压杆(104)垂直安装，使吸气阀压杆(104)被凸轮(102)驱动做轴向运动。
4.根据权利要求3所述的压缩机气量调节系统，其特征是所述凸轮（102）的凸轮升程等于压叉(105)从上行止点运动到下行止点的距离。
5.根据权利要求1或2所述的压缩机气量调节系统，其特征在于：所述执行电机(2)为直线电机，所述直线电机的主轴(114)与吸气阀压杆(104)同轴，由主轴轴端直接驱动吸气阀压杆(104)做轴向运动。
6.根据权利要求5所述的压缩机气量调节系统，其特征是：所述直线电机的主轴最大位移等于压叉(105)从上行止点运动到下行止点的距离。

说明书全文

一种压缩机气量调节系统

技术领域

[0001] 本发明属于压缩机技术领域，具体涉及一种压缩机气量调节系统。

背景技术

[0002] 压缩机广泛应用于炼油、化工、冶金和制冷空调等领域。在压缩机的实际使用过程中，系统实际需求气量往往低于压缩机额定气量，需要对压缩机的气量进行调节。

[0003] 有多种方法可以调节压缩机的气量，其中针对具有吸气阀的容积式压缩机，可以通过对吸气阀进行主动控制，实现压缩机气量调节。目前已有针对往复式压缩机控制吸气阀的流量调节系统，通过主动控制吸气阀的关闭时间，使气体回流至吸气管道，降低压缩机的排气量及耗功。如US5833209及US7331767 专利中，分别利用液压力及气体力推动执行机构动作，高速电磁阀通过控制管道的通断来控制动作时间，但该装置要求电磁阀开关动作与压缩机转速对应，对电磁阀动作精度、频率、可靠性及寿命要求极高。专利CN201232620及CN101270741，则在系统中省去了高速电磁阀，利用控制系统控制液压分配器产生与压缩机同步、周期性的压力波以控制卸荷器上的执行机构，该装置依然采用液压系统作为动力，同时要求精确控制液压分配器动作，增加了系统的复杂性。

发明内容

[0004] 本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种适用于具有吸气阀的容积式压缩机的压缩机气量调节系统，以简化控制和执行系统。

[0005] 本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

[0006] 本发明压缩机气量调节系统的结构特点是：采用由压缩机电机驱动并具有吸气阀的容积式压缩机，设置所述吸气阀的控制方式是：设置执行电机，由所述执行电机驱动吸气阀压杆轴向移动，以所述吸气阀压杆的前端通过压叉控制吸气阀片位置，使吸气阀按照控制要求延时关闭，实现压缩机气量的自动无级调节。

[0007] 本发明压缩机气量调节系统的结构特点也在于：

[0008] 在压缩机的吸气管道上安装吸气管道压力传感器，在压缩机的排气管道上安装排气管道压力传感器；在压缩机的旋转部件上安装参考点信号传感器；设置监控系统，用于分别采集来自参考点信号传感器、吸气管道压力传感器以及排气管道压力传感器的检测信号，所述检测信号经监控系统根据设定值输出控制信号用以控制执行电机动作，以驱动吸气阀压杆的轴向位移量。

[0009] 所述执行电机为步进电机，在执行电机的主轴上安装一凸轮，主轴与吸气阀压杆垂直安装，使吸气阀压杆被凸轮驱动做轴向运动。

[0010] 所述凸轮的凸轮升程等于压叉从上行止点运动到下行止点的距离。

[0011] 本发明明压缩机气量调节系统的结构特点也在于：

[0012] 所述执行电机为直线电机，所述直线电机的主轴与吸气阀压杆同轴，由主轴轴端直接驱动吸气阀压杆做轴向运动。

[0013] 所述直线电机的主轴最大位移等于压叉从上行止点运动到下行止点的距离。

[0014] 本发明适用于具有吸气阀的容积式压缩机，与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

[0015] 本发明使用电机直接控制压缩机吸气阀的动作，而不采用液压等其他方法来进行控制。该方法节省了气量调节系统中的油站、附属控制监控系统和油路系统等；避免了现场油路系统的安装和检漏；由于没有高压油的密封问题，降低了有关零件的加工精度；避免了油路设计不好时带来的执行动作延迟，控制精度下降等问题。附图说明

[0016] 图1为本发明系统原理图；

[0017] 图2a为本发明中带执行电机及凸轮机构的吸气阀结构示意图；

[0018] 图2b为本发明中凸轮机构示意图；

[0019] 图3为本发明中执行电机另一驱动方式示意图。

[0020] 图中标号：1吸气阀；2执行电机；3压缩机；4排气阀；5排气管道压力传感器；6排气管道；7参考点信号传感器；8压缩机电机；9吸气管道压力传感器；10吸气管道；11监控系统；101顶盖；102凸轮；103端盖；104吸气阀压杆；105压叉；106阀片弹簧；107阀片；108升程限制器；109阀座；110复位弹簧；111阀盖。

具体实施方式

[0021] 参见图1、图2，具体实施中的压缩机气量调节系统设置为：采用由压缩机电机8驱动并具有吸气阀1的容积式压缩机3，设置吸气阀1的控制方式是：设置执行电机2，由执行电机2驱动吸气阀压杆104轴向移动，以吸气阀压杆104的前端通过压叉105控制吸气阀片107位置，使吸气阀1按照控制要求延时关闭，实现压缩机气量的自动无级调节。

[0022] 为实现自动控制，在压缩机的吸气管道10上安装吸气管道压力传感器9，在压缩机的排气管道6上安装排气管道压力传感器5；在压缩机的旋转部件上安装参考点信号传感器7；设置监控系统11，用于分别采集来自参考点信号传感器7、吸气管道压力传感器9以及排气管道压力传感器5的检测信号，检测信号经监控系统11根据设定值输出控制信号用以控制执行电机2动作，以驱动吸气阀压杆104的轴向位移量。

[0023] 参见图2a和图2b为一具体实施例，执行电机2采用步进电机，在执行电机2的主轴112上安装一凸轮102，主轴112与吸气阀压杆104垂直安装，使吸气阀压杆104被凸轮102驱动做轴向运动，凸轮102的凸轮升程等于压叉105从上行止点运动到下行止点的距离。

[0024] 图2a中，由顶盖101和端盖103构成腔体，并固定在阀盖111上；阀片弹簧106、阀片107、升程限制器108、阀座109、复位弹簧110、以及阀盖111均为主动控制吸气阀常规的组件。

[0025] 图3所示，执行电机2也可以采用直线电机，采用直线电机的执行电机2的主轴112与吸气阀压杆104同轴，由主轴轴端直接驱动吸气阀压杆104的轴向运动。直线电机的主轴最大位移等于压叉105从上行止点运动到下行止点的距离。

[0026] 在压缩机的气量调节过程中，由PLC、计算机或DCS组成的监控系统采集压缩机的吸气压力和（或）排气压力，压缩机吸气或排气压力的大小反映了系统的实际需求气量的变化，将采集压力与系统设定压力进行比较以输出控制信号并完成气量调节。以吸气压力控制为例，某一工艺流程中压缩机吸气管道内气体的设定压力为5MPa，当实际测量吸气压力为4.7MPa，说明上游供气量降低从而导致吸气压力降低，此时需要降低压缩机的实际气量以维持吸气管道内的气体压力，当压缩机气量降低到与上游供气量相等时，吸气压力上升并最终维持在设定值5MPa。

[0027] 压缩机气量的降低是通过监控系统的控制来实现的。监控系统根据压力的偏差计算出吸气阀需要延迟关闭的时间，将时间转换为相应的控制信号并传输至安装在压缩机吸气阀上的控制电机，通过控制电机的动作使吸气阀延迟关闭，达到降低压缩机气量的目的。监控系统在控制时需要采集参考点传感器信号，该信号用来确定压缩机吸气过程开始时刻，是控制信号的重要参考点。

[0028] 本发明不限于吸气阀为环状阀，吸气阀也可以为其他类型的气阀。在具体的实施过程中，当执行电机为伺服电机（或步进电机）时，通过控制执行电机的转动来控制压缩机吸气阀的开启和关闭。当调节气量时，需要压缩机吸气阀延迟关闭，此时监控系统将控制信号传输给执行电机，执行电机旋转一角度，使电机主轴上的凸轮旋转到最大升程处，此时吸气阀压杆因受凸轮驱动向下运动，吸气阀压杆带动压叉同步向下运动，最终压叉将阀片下压到最大升程，即升程限制器所在位置，吸气阀被强制打开，气体通过气阀通道回流到吸气管道。当延迟时间到达后，监控系统发出控制信号给执行电机，执行电机主轴再次旋转一角度，使凸轮到达最小升程，此时压叉和压杆在复位弹簧的作用下上行到上止点，阀片在两侧气体压力差和气阀弹簧力的共同作用下关闭，压缩机开始压缩过程。

[0029] 当执行电机为直线电机时，其控制思路与执行电机为伺服电机（或步进电机）时类似，不同之处在于通过控制直线电机主轴位移直接驱动吸气阀压杆运动，实现吸气阀的延时关闭并完成气量调节。

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