兰州螺杆空压机的加载与卸载是如何控制的?
螺杆空压机的加载与卸载控制是其运行过程中调节排气量、维持系统压力稳定的核心机制,主要通过压力传感器、控制器、电磁阀及机械结构的协同作用实现。以下从控制逻辑、核心部件及工作流程三方面详细说明:
一、核心控制逻辑:基于系统压力的“闭环调节”
螺杆空压机的加载(产气)与卸载(停止产气)主要依据储气罐内的压力值(或管网压力),通过预设两个关键压力阈值实现自动切换:
加载压力(下限压力):当系统压力降至该值时,空压机启动加载,开始压缩空气并向系统供气。
卸载压力(上限压力):当系统压力升至该值时,空压机停止加载,进入卸载状态,不再向系统供气(或仅空转)。
例如:若设定加载压力为0.6MPa,卸载压力为0.8MPa,当储气罐压力低于0.6MPa时加载,高于0.8MPa时卸载,以此维持系统压力在0.6-0.8MPa之间稳定运行。
二、关键控制部件及作用
压力传感器/变送器
实时监测储气罐或管网的压力,将压力信号(物理压力)转换为电信号(如4-20mA电流信号或0-10V电压信号)传输给控制器。
控制器(PLC或单片机)
空压机的“大脑”,接收压力传感器的信号,与预设的加载/卸载压力阈值对比,判断是否发出加载或卸载指令。
部分机型还会结合运行时间、温度、电机电流等参数,实现更智能的调节(如变频调节、空载停机等)。
电磁阀(加载/卸载阀)
执行控制器的指令,通过控制气路或油路的通断,驱动机械结构(如进气阀)动作。
常见类型:二位三通电磁阀(控制进气阀开启/关闭)、卸荷电磁阀(控制排气卸压)。
进气阀(核心执行部件)
控制空气进入压缩腔的通道,是加载与卸载的“开关”:
加载时:进气阀全开,空气进入压缩腔被压缩,经油气分离器后输出至系统。
卸载时:进气阀关闭(或部分关闭),切断进气,同时通过卸荷阀将压缩腔内的余压排出,避免空转时的能量浪费。
单向阀与压力阀
单向阀:防止系统内的压缩空气倒流回空压机。
压力阀:确保油气分离器内维持压力(通常0.4-0.5MPa),保证润滑油能正常循环(压力不足时润滑油无法进入压缩腔)。
三、加载与卸载的具体工作流程
1.加载过程(从停机或卸载状态启动产气)
当系统压力低于加载压力阈值时,控制器接收压力传感器的信号,判定需加载。
控制器向加载电磁阀发送指令,电磁阀动作,通过控制气路推动进气阀活塞,使进气阀完全打开。
空气经空气过滤器进入压缩腔,与喷入的润滑油混合后被螺杆压缩,形成高压油气混合物。
油气混合物进入油气分离器,分离出的压缩空气经压力阀(达到设定压力后开启)进入储气罐,输送至系统。
同时,润滑油经冷却器、过滤器后回流至压缩腔,完成循环。
2.卸载过程(停止产气,维持空转或停机)
当系统压力达到卸载压力阈值时,控制器判定需卸载,向卸载电磁阀发送指令。
电磁阀动作,切断进气阀的控制气路,进气阀在弹簧力作用下关闭,停止进气。
同时,卸荷电磁阀打开,将压缩腔内的余压通过卸荷管路排出(避免空压机带压空转)。
此时,空压机电机仍运转(空转),但无压缩空气输出,能耗大幅降低(约为加载时的30%-50%)。
若卸载时间超过预设的“空载停机时间”(如10分钟),控制器会指令电机停机,避免无效能耗;当压力再次低于加载阈值时,电机重新启动并加载。
四、不同控制方式的差异(补充说明)
工频空压机:通过上述“进气阀开关+卸荷”实现加载/卸载,卸载时空转,能耗较高。
变频空压机:在压力接近卸载阈值时,不直接关闭进气阀,而是通过降低电机转速(频率)减少排气量,使压力维持在设定范围,避免频繁加载/卸载,更节能(无空转损耗)。其核心是通过变频器调节电机转速,替代传统的进气阀开关控制。
总结
螺杆空压机的加载与卸载控制本质是“压力反馈-指令执行-机械动作”的闭环过程,通过控制进气阀的开启与关闭,结合压力监测和逻辑判断,实现系统压力的稳定输出。理解这一机制有助于优化运行参数(如合理设定压力阈值)、减少能耗,并及时排查因控制部件故障导致的压力不稳问题(如电磁阀卡滞、进气阀漏气等)。