[发明专利]一种往复式压缩机气量无级调节系统

说明书

技术领域

本发明属于压缩机气量调节技术领域，具体涉及一种往复式压缩机气量无级调节系统。

背景技术

往复式压缩机是一种容积式压缩机，在气缸上设有进气阀和排气阀，当气缸内活塞做循环往复运动时，气缸内的容积随之周期性的变化，在进气阀和排气阀的共同作用下，实现气体的膨胀、吸气、压缩和排气。

往复式压缩机是能源行业中的重要设备，在正常情况下，压缩机的出口流量是基本不变的，但是随着生产中工艺需求的变化，压缩机的用气量时常发生变化，由此压缩机的气量就需要在一定范围内加以调节，使得气量满足现场用气量的工艺要求。

传统的往复式压缩机气量调节方式有：转速调节、余隙调节、旁通调节、全行程顶开进气阀调节和部分行程顶开进气阀调节。转速调节不适用于大型往复式压缩机。余隙调节可靠性较差，需要较多的人为干预。旁通调节可以实现气量的无级调节，满足现场工艺的要求，但是能耗浪费严重。全行程顶开进气阀只能实现气量分档调节不能实现连续调节。部分行程顶开进气阀可以实现气量连续调节且节省能源，但是技术上还不成熟。目前应用最多的调节方法还是旁通调节。

大型往复式压缩机应用于流程工业，属于工厂的心脏设备，要求连续运行中不能停车，否则会带来重大经济损失。目前为了实现节能和气量调节，国内已经有专利提出基于部分行程顶开进气阀的气量无级调节系统。但在使用上仍存在很多问题，限制了这种技术在工业中的应用。具体问题如下：1.寿命问题：例如执行机构中电磁阀寿命问题和液压缸的寿命问题；2.调节系统故障监控及防范措施不足：例如对于压缩机工作周期与调节系统控制周期的一致性上的监控，对液压系统中液压油温度、压力和液位的监控以及对进气阀的温度监控；3.控制系统失效后的安全保护措施不足：例如当控制系统失效后，调节系统采取何种措施来保证现场往复式压缩机正常运行。

因此在能够实现往复式压缩机气量连续调节、最大限度节省能源的同时，安全性高、可靠性强、以及调节系统出现故障后不会影响现场压缩机正常运行的气量调节系统，成为了一些行业的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种往复式压缩机气量无级调节系统，实现往复式压缩机气量调节，最大限度地节省能源，且具备故障监控和冗余功能，确保系统的安全性和寿命。

本发明的技术方案如下：

一种往复式压缩机气量无级调节系统，用于往复式压缩机，所述的往复式压缩机包括压缩机主电机、压缩机飞轮、压缩机气缸、压缩机进气阀，在压缩机气缸内设有活塞，在压缩机飞轮的一侧设有上死点传感器；

所述的上死点传感器用来采集压缩机上死点位置信息，CPU模块根据此信号计算出压缩机的同步周期，进而确定输出控制压缩机进气阀顶开的信号的起始时刻和顶开的持续时间；

气量无级调节系统包括控制系统、机械执行机构和液压系统；

所述的控制系统包括CPU模块、输出模块和输入模块，，通过输入模块接收信号，通过CPU模块发出控制指令，通过输出模块控制机械执行机构动作；

控制系统的电源为冗余电源，所述的冗余电源采用输入总线、负载总线和共享总线的“三总线”电路结构；

所述的机械执行机构，通过螺栓固定在压缩机进气阀的阀孔盖上面，包括电磁阀、液压缸、氮封装置和温度传感器；

所述的电磁阀设于液压缸的上方，通过四个紧固螺钉与液压缸固定连接；

在电磁阀上设有通口A、通口P和通口T；当通口A与通口P连通，形成进油通路P-A通路；当通口A与通口T连通，形成回油通路A-T通路；

所述的液压缸包括上缸体、下缸体、活塞套、活塞杆、液压杆、密封导向支撑一、密封导向支撑二、密封导向支撑三和刮油环支撑；

所述的上缸体设于下缸体的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉固定连接；

在上缸体内部设有无杆腔A和有杆腔B，无杆腔A和有杆腔B同轴；

在上缸体和下缸体的连接处设有O型圈一，实现轴向静密封，防止有杆腔 B内的油液外泄；

在上缸体的上端面上设有工作油口，与通口A以及无杆腔A连通；

在上缸体的侧面设有进油口和出油口，其中进油口与通口P连通，出油口与通口T连通；

在上缸体和下缸体中沿轴向设有插装通孔，在插装通孔中安装有螺纹插装式温度传感器；

所述的活塞套设于无杆腔A中，与上缸体通过螺纹连接；

在活塞套与上缸体连接处设有高压密封圈，形成静密封；

所述的活塞杆的一端设于活塞套内，两者之间存在间隙，活塞杆的另一端位于有杆腔B内；