一种空压机防撞及间隙监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种空压机防撞及间隙监测系统，包括空压机本体、光电传感器以及防撞和监测系统；空压机本体包括电机壳、轴承座、端盖、蜗壳、叶轮和轴；轴承座和蜗壳固定安装在电机壳上，端盖固定安装在轴承座上；所述光电传感器固定安装在端盖上；所述防撞和监测系统包括信号放大器、显示仪表、继电器和空压机的高压电供电线路，所述信号放大器与光电传感器连接并能够将光电传感器的电压信号进行放大，所述信号放大器与显示仪表和继电器连接，信号放大器传输给显示仪表和继电器，继电器布置在空压机的高压电供电线路中。本系统通过光电传感器对叶轮和蜗壳之间的间隙进行间接监测，保证运行的安全性和稳定性，提高压缩机效率。提高压缩机效率。提高压缩机效率。

【技术实现步骤摘要】
一种空压机防撞及间隙监测系统


[0001]本技术涉及燃料电池空压机
，特别是涉及一种空压机防撞及间隙监测系统。

技术介绍

[0002]燃料电池空压机是燃料电池中的关键辅助部件，负责为燃料电池提供新鲜充足的空气，压缩机是其中最主要的做功元件。在实际运行中考虑到轴承的轴向和径向窜动，压缩机中叶轮和蜗壳间预留有一定的间隙，同时为了保证运行的安全性，间隙选取的值较大，但是较大的间隙会使得压缩机的效率降低，耗功增加，压缩机的出口温度上升，降低了整个燃料电池系统的效率和输出功率，因此有必要研究一种新型的监测装置，对叶轮与蜗壳的间隙进行实时监测，既能减小间隙提高压缩机效率和降低压缩机耗功，同时也能保证空压机运行的安全性和稳定性。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利申请所要解决的技术问题是如何提供一种能够提高空压机效率，减小间隙，同时提高运行稳定性、安全性的空压机防撞及间隙监测系统，通过光电传感器对叶轮和蜗壳之间的间隙进行间接监测，保证运行的安全性和稳定性，在此条件下可以降低叶轮和蜗壳的设计间隙，提高压缩机效率。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：
[0005]一种空压机防撞及间隙监测系统，包括空压机本体、光电传感器以及防撞和监测系统；
[0006]所述空压机本体包括电机壳、轴承座、端盖、蜗壳、叶轮和轴；所述轴承座和蜗壳固定安装在电机壳上，所述端盖固定安装在轴承座上，所述叶轮固定安装在轴上，所述轴在轴承座中的轴承的支撑下能够旋转运行；所述光电传感器固定安装在端盖上；
[0007]所述防撞和监测系统包括信号放大器、显示仪表、继电器和空压机的高压电供电线路，所述信号放大器与光电传感器连接并能够将光电传感器的电压信号进行放大，所述信号放大器与显示仪表和继电器连接，信号放大器传输给显示仪表和继电器，继电器布置在空压机的高压电供电线路中。
[0008]其中，所述轴承座和蜗壳通过螺钉与电机壳固定连接。
[0009]其中，所述端盖与轴承座通过螺钉固定连接。
[0010]其中，所述叶轮通过螺母固定安装在轴上。
[0011]其中，所述轴承座中的轴承为空气轴承。
[0012]综上，本空压机防撞及间隙监测系统，通过光电传感器对叶轮和蜗壳之间的间隙进行间接监测，保证运行的安全性和稳定性，在此条件下可以降低叶轮蜗壳的设计间隙，提高压缩机效率。
附图说明
[0013]图1为本技术所述的一种空压机防撞及间隙监测系统的结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术作进一步的详细说明。在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“上、下”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0015]如图1所示，一种空压机防撞及间隙监测系统，包括空压机本体、光电传感器5以及防撞和监测系统；
[0016]所述空压机本体包括电机壳1、轴承座2、端盖3、蜗壳4、叶轮6和轴7；所述轴承座2和蜗壳4固定安装在电机壳1上，所述端盖3固定安装在轴承座2上，这样端盖3和蜗壳4之间的距离为固定值，在空压机装配过程可以进行测量和控制；所述叶轮6固定安装在轴7上，所述轴7在轴承座2中的轴承的支撑下能够旋转运行；所述光电传感器5固定安装在端盖3上，对叶轮6的轮背和端盖2间的距离进行测量，并转化为电压信号，光电传感器5通过光的传播反射时间测量端盖3和叶轮6的轮背之间的距离，并将其转换为电压信号，距离越近，信号电压越高，呈线性关系；
[0017]所述防撞和监测系统包括信号放大器8、显示仪表9、继电器10和空压机的高压电供电线路11，所述信号放大器8与光电传感器5连接并能够将光电传感器5的电压信号进行放大，以满足显示仪表9和继电器10的需要，所述信号放大器8与显示仪表9和继电器10连接，信号放大器8传输给显示仪表9和继电器10，继电器10布置在空压机的高压电供电线路11中；显示仪表9将测量的电压信号转换为叶轮和蜗壳的间隙值，即将电压信号转化为距离信号，并设置上下报警值，对间隙进行监测。当超限时进行报警，放大后的电压信号同时传输给继电器10，继电器10为常断状态，即电压信号低于开启电压时，继电器10为敞开状态，继电器10断开，电能无法通过供电线给空压机供电，空压机供电断开，空压机停止运行；当电压信号大于开启电压时，继电器10为闭合状态，电能可以通过供电线给空压机供电，空压机持续运转，驱动叶轮旋转。
[0018]在正式测量监测前，调整光电传感器5、信号放大器8、显示仪表9和继电器10的相关电气参数，使得轮背设计间隙时的放大后电压和继电器10开启电压和显示仪表9的报警电压一致。
[0019]在正常工作状态下，叶轮6和蜗壳4之间的间隙大于允许值，此时轮背和光电传感器之间的距离小于最大额定值，此时得到的电压信号大于最小额定电压值，显示仪表不会报警，继电器也因大于最小开启电压而闭合，此时电能通过供电线给空压机供电，驱动叶轮旋转；
[0020]这是因为：当叶轮6和蜗壳4的间隙大于最小间隙时，此时空压机应稳定运转，由于蜗壳4和端盖3之间的距离为固定值，且光电传感器5固定在端盖3上，因此此时叶轮6轮背和光电传感器5之间的间隙应小于最大设计最大间隙，此时测量得到的信号电压应大于设计
最小电压，经过信号放大器8对电压信号放大后，电压大于显示仪表9的报警下限值，显示仪表9显示叶轮6和蜗壳4之间的间隙，放大后的电压大于继电器10的最小开启电压，继电器10闭合，高压电供电线路11接通，电能通过高压电供电线路11给空压机供电，驱动叶轮6旋转。
[0021]当叶轮6和蜗壳4之间的间隙小于允许间隙时，叶轮6的轮背和光电传感器5之间的间隙应大于最大设计间隙，此时测量得到的信号电压应小于设计最小电压，经过信号放大器8对电压信号放大后，电压小于显示仪表9的报警下限值，显示仪表9显示叶轮6和蜗壳4之间的间隙，并进行报警提醒操作人员，放大后的电压小于继电器10的最小开启电压，继电器10将变为常断状态，高压电供电线路11断开，电能无法通过高压电供电线路11给空压机供电，空压机停止运转，避免叶轮和蜗壳发生刮蹭，影响空压机运行的稳定性和安全性，从而能实现间隙的监测和防撞，避免安全事故的产生和进一步扩大，保全了财产安全和人身安全。
[0022]通过光电传感器对叶轮蜗壳间的间隙进行间接监测，保证运行的安全性和稳定性，在此条件下可以降低叶轮蜗壳的设计间隙，提高压缩机效率。
[0023]本实施例中，所述轴承座和蜗壳通过螺钉与电机壳固定连接。所述端盖与轴承座通过螺钉固定连接。其中，所述叶轮通过螺母固定安装在轴上。其中，所述轴承座中的轴承为空气轴承。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空压机防撞及间隙监测系统，其特征在于，包括空压机本体、光电传感器以及防撞和监测系统；所述空压机本体包括电机壳、轴承座、端盖、蜗壳、叶轮和轴；所述轴承座和蜗壳固定安装在电机壳上，所述端盖固定安装在轴承座上，所述叶轮固定安装在轴上，所述轴在轴承座中的轴承的支撑下能够旋转运行；所述光电传感器固定安装在端盖上；所述防撞和监测系统包括信号放大器、显示仪表、继电器和空压机的高压电供电线路，所述信号放大器与光电传感器连接并能够将光电传感器的电压信号进行放大，所述信号放大器与显示仪表和继电器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，代稀敏，孟婵君，常海兵，李响，甘露，
申请(专利权)人：中船重工重庆西南装备研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：