一种往复式压缩机气量无级调节系统技术方案

本实用新型专利技术涉及缩机气量调节技术领域，具体公开了一种往复式压缩机气量无级调节系统，包括控制系统、机械执行机构和液压系统，所述的控制系统控制机械执行机构动作，液压系统通过进油管路为机械执行机构提供高压液压力，通过回流管路和漏油管路将机械执行机构中的油液回流至油站中，实现油液循环利用。本实用新型专利技术气量调节系统带有故障监控功能和冗余功能，保证了系统的可靠性和安全性，在能够实现往复式压缩机气量无级调节功能的基础上，最大限度节省能源。

An air quantity stepless regulation system for reciprocating compressor

The utility model relates to the field of air shrinkage regulating technology, in particular an air quantity stepless regulation system for reciprocating compressor, including control system, mechanical actuator and hydraulic system. The control system controls the action of mechanical actuator, and the hydraulic system provides high pressure liquid through the oil inlet pipeline for the mechanical actuator. Through the reflux pipeline and the oil leakage pipeline, the oil in the mechanical execution mechanism is reflued to the oil station, and the oil circulation is realized. The utility model has the function of fault monitoring and redundancy, which ensures the reliability and safety of the system, and saves energy on the basis of realizing the air quantity stepless regulation function of the reciprocating compressor.

【技术实现步骤摘要】
一种往复式压缩机气量无级调节系统
本技术属于压缩机气量调节
，具体涉及一种往复式压缩机气量无级调节系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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。本技术的技术方案如下：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；在所述活塞杆的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体的侧面设有泄油口和泄气口，泄油口可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在下缸体内由上至下依次设有密封导向支撑一、密封导向支撑二和密封导向支撑三；所述的密封导向支撑一、密封导向支撑二和密封导向支撑三1均为中空的圆筒形状，三者同轴；在密封导向支撑二的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口连通；在所述密封导向支撑一的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一设于沟槽一内，导向带一设于导向槽一内；在密封导向支撑二的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二设于沟槽二内，组合密封圈三设于沟槽三内；在密封导向支撑三内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四设于沟槽四内，导向带二设于导向槽二内；所述的导向带一和导向带二用于将液压杆扶正；在所述密封导向支撑二的侧壁上设有泄气孔，与下缸体侧面的泄气口连通；所述的刮油环支撑设于下缸体的下方出口处，与下缸体通过螺纹连接；所述的氮封装置设于下缸体的下方，包括氮封刮油环支撑、氮封装置连接架和氮封密封导向支撑；所述的氮封刮油环支撑、氮封装置连接架和氮封密封导向支撑均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架内设有气腔D；所述的氮封刮油环支撑设于氮封装置连接架的下方，两者通过螺纹连接；所述的氮封密封导向支撑设于氮封装置连接架的内部；所述的液压杆的一端位于有杆腔B内，并与活塞杆的一端接触，另一端穿过密封导向支撑一、密封腔C、密封导向支撑二、密封导向支撑三、刮油环支撑、氮封装置连接架、氮封密封导向支撑和氮封刮油环支撑后，位于氮封装置的下方；在刮油环支撑与液压杆的配合处设有组合密封圈五，在氮封刮油环支撑与液压杆配合处设有组合密封圈八；在氮封密封导向支撑与液压杆配合处设有组合密封圈六、组合密封圈七、导向带三和导向带四，用来分隔气腔D内的氮气与往复式压缩机气缸内的工艺介质；在氮封装置连接架的侧壁上设有充气口，用来向气腔D中充入一定压力的氮气；卸荷器设于压缩机进气阀上，所述的卸荷复位弹簧设于卸荷器内，可作用在活塞杆上使其复位；所述的液压系统包括进油管路、回油管路、漏油管路、过滤器、液压油站电机、压力变送器、液位开关和温度变送器；所述的进油管路的一端和回油管路的一端分别与油站连通，在回油管路上设有支路，作为漏油管路；所述进油管路的另一端与机械执行机构中的进油口相连，漏油管路的另一端与机械执行机构中的泄油口相连，回油管路的另一端与机械执行机构的出油口相连；所述的过滤器有两个，分别设于进油管路和回油管路上；所述的液压油站电机设于油站的上部，能够驱动油站内部齿轮泵，为机械执行机构提供高压液压油；所述的压力变送器的一端与进油管路相连，另一端与控制系统连通，用于测量进油管路中的油压，并将油压信号传送给控制系统；所述的液位开关的一端与油站相连，另一端与控制系统连通，用于检测油站中的油液液位，并将液位信号传送至控制系统；所述的温度变送器的一端与油站相连，另一端与控制系统连通，用于测量油站中的油液温度，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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(51)、压缩机飞轮(53)、压缩机气缸(54)、压缩机进气阀(56)，在压缩机气缸(54)内设有活塞(55)，在压缩机飞轮(53)的一侧设有上死点传感器(52)；所述的上死点传感器(52)用来采集压缩机上死点位置信息，CPU模块(48)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(56)顶开的信号的起始时刻和顶开的持续时间；其特征在于：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(48)、输出模块(49)和输入模块(50)，通过输入模块(50)接收信号，通过CPU模块(48)发出控制指令，通过输出模块(49)控制机械执行机构动作；控制系统的电源为冗余电源(58)，所述的冗余电源(58)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(56)的阀孔盖上面，包括电磁阀(1)、液压缸(2)、氮封装置(3)和温度传感器(4)；所述的电磁阀(1)设于液压缸(2)的上方，通过四个紧固螺钉(19)与液压缸(2)固定连接；在电磁阀(1)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(2)包括上缸体(5)、下缸体(6)、活塞套(7)、活塞杆(8)、液压杆(9)、密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)和刮油环支撑(13)；所述的上缸体(5)设于下缸体(6)的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉(18)固定连接；在上缸体(5)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(5)的上端面上设有工作油口(15)，与通口A以及无杆腔A连通；在上缸体(5)的侧面设有进油口(14)和出油口(16)，其中进油口(14)与通口P连通，出油口(16)与通口T连通；在上缸体(5)和下缸体(6)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(4)；所述的活塞套(7)设于无杆腔A中，与上缸体(5)通过螺纹连接；在活塞套(7)与上缸体(5)连接处设有高压密封圈(20)，形成静密封；所述的活塞杆(8)的一端设于活塞套(7)内，两者之间存在间隙，活塞杆(8)的另一端位于有杆腔B内；在所述活塞杆(8)的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体(6)的侧面设有泄油口(17)和泄气口(36)，泄油口(17)可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在下缸体(6)内由上至下依次设有密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)；所述的密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)均为中空的圆筒形状，三者同轴；在密封导向支撑二(11)的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口(36)连通；在所述密封导向支撑一(10)的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一(26)设于沟槽一内，导向带一(25)设于导向槽一内；在密封导向支撑二(11)的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二(27)设于沟槽二内，组合密封圈三(28)设于沟槽三内；在密封导向支撑三(12)内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四(29)设于沟槽四内，导向带二(31)设于导向槽二内；所述的导向带一(25)和导向带二(31)用于将液压杆(9)扶正；在所述密封导向支撑二(11)的侧壁上设有泄气孔，与下缸体(6)侧面的泄气口(36)连通；所述的刮油环支撑(13)设于下缸体(6)的下方出口处，与下缸体(6)通过螺纹连接；所述的氮封装置(3)设于下缸体(6)的下方，包括氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)；所述的氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架(39)内设有气腔D；所述的氮封刮油环支撑(38)设于氮封装置连接架(39)的下方，两者通过螺纹连接；所述的氮封密封导向支撑(40)设于氮封装置连接架(39)的内部；所述的液压杆(9)的一端位于有杆腔B内，并与活塞杆(8)的一端接触，另一端穿过密封导向支撑一(10)、密封腔C、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)、刮油环支撑(13)、氮封装置连接架(39)、氮封密封导向支撑(40)和氮封刮油环支撑(38)后，位于氮封装置(3)的下方；在刮油环支撑(13)与液压杆(9)的配合处设有组合密封圈五(30)，在氮封刮油环支撑(38)与液压杆(9)配合处设有组合密封圈八(37)；在氮封密封导向支撑(40)与液压杆(9)配合处设有组合密封圈六(32)、组合密...

【技术特征摘要】
1.一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(51)、压缩机飞轮(53)、压缩机气缸(54)、压缩机进气阀(56)，在压缩机气缸(54)内设有活塞(55)，在压缩机飞轮(53)的一侧设有上死点传感器(52)；所述的上死点传感器(52)用来采集压缩机上死点位置信息，CPU模块(48)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(56)顶开的信号的起始时刻和顶开的持续时间；其特征在于：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(48)、输出模块(49)和输入模块(50)，通过输入模块(50)接收信号，通过CPU模块(48)发出控制指令，通过输出模块(49)控制机械执行机构动作；控制系统的电源为冗余电源(58)，所述的冗余电源(58)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(56)的阀孔盖上面，包括电磁阀(1)、液压缸(2)、氮封装置(3)和温度传感器(4)；所述的电磁阀(1)设于液压缸(2)的上方，通过四个紧固螺钉(19)与液压缸(2)固定连接；在电磁阀(1)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(2)包括上缸体(5)、下缸体(6)、活塞套(7)、活塞杆(8)、液压杆(9)、密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)和刮油环支撑(13)；所述的上缸体(5)设于下缸体(6)的上方，两者通过内六角圆柱头螺钉(18)固定连接；在上缸体(5)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(5)的上端面上设有工作油口(15)，与通口A以及无杆腔A连通；在上缸体(5)的侧面设有进油口(14)和出油口(16)，其中进油口(14)与通口P连通，出油口(16)与通口T连通；在上缸体(5)和下缸体(6)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(4)；所述的活塞套(7)设于无杆腔A中，与上缸体(5)通过螺纹连接；在活塞套(7)与上缸体(5)连接处设有高压密封圈(20)，形成静密封；所述的活塞杆(8)的一端设于活塞套(7)内，两者之间存在间隙，活塞杆(8)的另一端位于有杆腔B内；在所述活塞杆(8)的外侧设有环形平衡槽，油液流经平衡槽时，在槽中形成涡旋，使油液由层流状态转为紊流混合状态并形成阻力屏障；在下缸体(6)的侧面设有泄油口(17)和泄气口(36)，泄油口(17)可将活塞间隙密封处的泄漏油导回油箱；在下缸体(6)内由上至下依次设有密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)；所述的密封导向支撑一(10)、密封导向支撑二(11)和密封导向支撑三(12)均为中空的圆筒形状，三者同轴；在密封导向支撑二(11)的内部设有环形的密封腔C，密封腔C与泄气口(36)连通；在所述密封导向支撑一(10)的内壁设有沟槽一和导向槽一，组合密封圈一(26)设于沟槽一内，导向带一(25)设于导向槽一内；在密封导向支撑二(11)的内壁设有沟槽二和沟槽三，组合密封圈二(27)设于沟槽二内，组合密封圈三(28)设于沟槽三内；在密封导向支撑三(12)内壁设有沟槽四和导向槽二，组合密封圈四(29)设于沟槽四内，导向带二(31)设于导向槽二内；所述的导向带一(25)和导向带二(31)用于将液压杆(9)扶正；在所述密封导向支撑二(11)的侧壁上设有泄气孔，与下缸体(6)侧面的泄气口(36)连通；所述的刮油环支撑(13)设于下缸体(6)的下方出口处，与下缸体(6)通过螺纹连接；所述的氮封装置(3)设于下缸体(6)的下方，包括氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)；所述的氮封刮油环支撑(38)、氮封装置连接架(39)和氮封密封导向支撑(40)均为中空结构，且三者同轴；在氮封装置连接架(39)内设有气腔D；所述的氮封刮油环支撑(38)设于氮封装置连接架(39)的下方，两者通过螺纹连接；所述的氮封密封导向支撑(40)设于氮封装置连接架(39)的内部；所述的液压杆(9)的一端位于有杆腔B内，并与活塞杆(8)的一端接触，另一端穿过密封导向支撑一(10)、密封腔C、密封导向支撑二(11)、密封导向支撑三(12)、刮...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵益春，栗桂芳，卢江波，张佳，高杨，马静，代立民，陈秀芳，
申请(专利权)人：北京航天石化技术装备工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11