空压机测试系统

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种空压机测试系统。

背景技术

高原隧道环境会对空压机性能造成显著影响，且不同储气压力下作功能力损失程度不同。然而在现有技术中，由于缺乏实测的实验数据，无法对计算模型进行有效性验证，因此不能采用数值模拟的方式。而将在施工隧道的内部搭建测功实验台来进行测试则存在实验台架的加工以及运输方面的问题，从而无法筛选出最符合施工要求性能的空压机，导致施工效率较低、且成本提高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种空压机测试系统，旨在解决现有技术中无法测试空压机在不同环境下运行时压缩效率变化的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种空压机测试系统，所述空压机测试系统包括空压机、储气罐、涡街流量计、流量控制阀、第一压力传感器及第一温度传感器，所述储气罐设置于所述空压机下游，且通过第一管路与所述空压机连通；所述涡街流量计设置于所述储气罐下游，且通过第二管路与所述储气罐连通；所述流量控制阀设置于所述涡街流量计下游，且通过第三管路与所述涡街流量计连通。所述第一压力传感器与所述储气罐连接以检测所述储气罐的气压信息；所述第一温度传感器设置在所述储气罐上以检测所述储气罐的温度信息。

可选地，所述空压机测试系统还包括密封仓，所述空压机、所述储气罐、所述涡街流量计、所述流量控制发均设置在所述密封仓舱内。

可选地，所述密封仓内还设有第二温度传感器及第二气压传感器，所述第二气压传感器用于检测所述密封仓内气压，所述第二温度传感器用于检测所述密封仓内温度。

可选地，所述密封仓内还设有用于调节所述密封容置腔内气压的气压调节器、用于调节所述密封容置腔内温度的温度调节器及用于调节所述密封容置腔内湿度的湿度调节器。

可选地，所述第二管路的长度至少为15毫米。

可选地，所述第三管路的长度至少为10毫米。

可选地，所述流量控制阀的气压大小为0.1Mpa～0.9Mpa。

可选地，所述空压机测试系统还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器设置在所述第一管路上，以检测所述空压机的排气温度。

可选地，所述空压机测试系统还包括导热胶以及保温罩，所述导热胶设置在所述第三温度传感器与所述第一管路之间，所述保温罩罩设在所述第三温度传感器上。

可选地，所述空压机测试系统还包括控制器及计算模块，所述控制器分别与所述涡街流量器、所述流量控制发、所述第一压力传感器以及所述第一温度传感器电连接，所述控制器用于接收并将所述流量信息、所述密度信息、所述气压信息以及所述温度信息发送至所述计算模块，所述计算模块用于根据所述气压信息以及所述温度信息计算所述空压机的压气能。

本发明技术方案所述空压机将空气压缩并输送至所述储气罐内，并通过所述第一压力传感器以及所述第一温度传感器采集所述储气罐内的气压信息及温度信息，从而通过对所述气压信息以及所述温度信息等数据分所述空压机功率性能，进而筛选出最符合施工要求性能的空压机，提高施工效率降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明空压机测试系统的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出了一种空压机测试系统，请参照图1，所述空压机测试系统包括空压机10、储气罐20、涡街流量计30、流量控制阀40、第一压力传感器22及第一温度传感器21，所述储气罐20设置于所述空压机10下游，且通过第一管路50与所述空压机10连通；所述涡街流量计30设置于所述储气罐20下游，且通过第二管路60与所述储气罐20连通；所述流量控制阀40设置于所述涡街流量计30下游，且通过第三管路70与所述涡街流量计30连通。所述第一压力传感器22与所述储气罐20连接以检测所述储气罐20的气压信息；所述第一温度传感器21设置在所述储气罐20上以检测所述储气罐20的温度信息。

所述空压机10上具有进气孔以及出气孔，所述出气孔通过所述第一管路50与所述储气罐20连通，气体从所述进气孔导入至所述空压机10内部，所述空压机10对气体进行压缩后通过所述出气孔将压缩后的气体导入至所述储气罐20中，所述储气罐20的作用在于模拟对压缩后的气体进行储存，所述储气罐20通过管路将压缩后的气体导出，其中，通过在管路上设置所述涡街流量器检测所述储气罐20内气体的温度和压力以及保持储气罐20稳定压力下的体积流量，所述流量控制阀40以对导出气体的流量信息以及气体的密度信息进行检测，并通过所述第一压力传感器22以及所述第一温度传感器21检测所述储气罐20内的温度信息以及压力信息，从而根据所述流量信息、所述所述密度信息、所述气压信息以及所述温度信息计算出所述空压机10的压缩效率。

在上述过程中，所述空压机10对气体进行压缩的同时，也会使得气体被冷却，所以在所述空压机10对气体进行压缩的过程中，气体的压力、体积及温度等参数都在实时变化，并且气体与外界有功量和热量的交换。但在一般的实际过程中，气体的状态变化往往遵循一定的规律，因此，将空压机10的做功过程看做多变过程，其多变指数m表示为：

其中，

T

T

P

P

在实际运用中，将处于常温状态下、且压力小于10MPa的空气看做理想气体，本实施例中，以所述空压机10对气体的做功按理想气体的多变过程做功计算，此时，气体压缩过程功wi(J/kg)为：

空压机的质量流率qm(kg/h)为：

其中，

Q

R

则此时压缩后空气的压气能N

N

由计算过程可以看出，可以利用压缩后空气的压气能来作为空压机10性能的评价指标。本实施例中以低海拔(1899m)的空压机10压缩能为基准，对高海拔(施工环境，4000m)下空压机10压缩能进行无量纲处理，得到不同储气压力下空压机10作功能力损失，当储气压力为0.45MPa时，较之于平原环境，高原隧道环境下的做功能力损失为19％；随着储气压力的提升，做功能力损失加剧，当储气压力达到0.7MPa时，作功能力损失提高至63％，显著影响风动设备的工作性能。可以看出，高原隧道环境会对空压机10性能造成显著影响，但在不同储气压力下其作功能力损失程度不同。随着储气压力的提升，作功能力损失有原来的19％提高至63％，压缩能输出下降明显。对于空压机10而言，其压缩能的下降主要来自于高原低压环境以及隧道内的低质量空气。气压的降低导致空气密度的减少，机械热负荷提高，造成压缩终了气体温度上升，进而储气罐20气体因受热膨胀导致质量减少，作功能力下降；同时，隧道内由于挖掘机、装载机等内燃机械的施工以及风镐﹑风动凿岩机、风钻、喷浆机等风动工具的作业，导致空气质量显著降低，颗粒物增多，加剧空气滤清器污化程度的同时增加了进气阻力，进而导致压缩机工作效率的下降。

需要说明的是，作为一种实施例，在计算过程中，环境温度与环境压力可通过互联网获取的方式获取，例如参考当地天气预报信息等。

作为另一种实施例，所述空压机测试系统还包括密封仓80，所述空压机10、所述储气罐20、所述涡街流量计30、所述流量控制发均设置在所述密封仓80舱内，整个测试过程在所述密封仓80内进行，从而减小外界因素干扰，提高测试的精准程度以及可靠性，此外，所述密封仓80内还设有第二温度传感器81及第二气压传感器，所述第二气压传感器用于检测所述密封仓80内气压，所述第二温度传感器81用于检测所述密封仓80内温度，通过实时检测所述仓内的温度、气压信息等，以进一步提高本发明所述空压机测试系统的精准性及可靠性。

作为再一种实施例，所述密封仓80内还设有用于调节所述密封容置腔内气压的气压调节器、用于调节所述密封容置腔内温度的温度调节器及用于调节所述密封容置腔内湿度的湿度调节器，在本实施例中，通过配合调整所述气压调节器、所述温度调节器以及所述湿度调节器以改变所述密封仓80内的气压、温度计湿度等参数，从而实现模拟不同的应用环境，例如高原环境等，从而实现测试所述空压机10在不同应用环境下的压缩效率，提高本发明所述空压机测试系统的广泛适用性。

进一步地，为了进一步提高本发明所述空压机测试系统的测试精度，首先需提高各个零部件之间的兼容性，以达到最优的测试效果，例如，在本实施例中，所述涡街流量计30的公称直径可采用DN80；且根据安装要求，所述第二管路60的长度至少为15毫米，所述第三管路70的长度至少为10毫米，从而保证所述储气罐20、所述涡街流量计30、所述流量控制阀40之间的连接管路不会出现任何节流现象；所述流量控制阀40的工作压力范围则可以设置为0.1Mpa～0.9Mpa等；此外，还能够通过选取相应测量范围的零部件，以提高读书的精准度，从而间接提高本发明所述空压机测试系统的测试精度，例如，对温度计而言，环境温度为0～40℃，可选择数显或者壁挂式；所述储气罐20内气体温度不高，一般为0～60℃，所述第一温度传感器21可选择PT100热电阻温度计即可；所述储气罐20压力范围为0～0.9Mpa，所述第一压力传感器22选择测量范围为0～1MPa的指针式或数显式压力表即可。需要说明的是，本发明包括但不限于上述方案，零部件所采用的读数范围还需根据具体情况进行调整，以满足测试需求即可。

本发明技术方案所述空压机10将空气压缩并输送至所述储气罐20内，并通过所述第一压力传感器22以及所述第一温度传感器21采集所述储气罐20内的气压信息及温度信息，从而通过对所述气压信息以及所述温度信息等数据分所述空压机10功率性能，进而筛选出最符合施工要求性能的空压机10，提高施工效率降低成本。

进一步地，需要测量的对象包括测试环境的温度和压力，所述空压机测试系统还包括第三温度传感器90，所述第三温度传感器90设置在所述第一管路50上，以检测所述空压机10的排气温度。在所述空压机10出气孔的位置处设置所述第三温度传感器90，以实时检测所述空压机10的排气温度，以保证测试时排气具有足够的压力，其温度范围在0～110℃，可选择K型热电偶温度计，如便携式数字温度表DM6902，安装时将热电偶紧贴在所述空压机10和所述储气罐20之间的所述第一管路50上，此外，所述空压机测试系统还包括导热胶以及保温罩，所述导热胶设置在所述第三温度传感器90与所述第一管路50之间，所述保温罩罩设在所述第三温度传感器90上，从而提高所述第三温度传感器90的采集精度。

进一步地，所述空压机测试系统还包括控制器及计算模块，所述控制器分别与所述涡街流量器、所述流量控制发、所述第一压力传感器22以及所述第一温度传感器21电连接，所述控制器用于接收并将所述流量信息、所述密度信息、所述气压信息以及所述温度信息发送至所述计算模块，所述计算模块用于根据所述气压信息以及所述温度信息计算所述空压机10的压气能。所述涡街流量计30、所述流量控制发、所述第一压力传感器22以及所述第一温度传感器21将数据均发送至所述控制器，再由所述控制器控制所述计算模块进行计算，从而实现自动化测试，通过所述计算模块直接输出测试结果，以更加直观的方式展现，提高便捷程度。需要说明的是，在本实施例中，计算所需的环境温度以及环境压力等，可通过设置通讯模块以联网的方式从当地天气预报信息中进行获取，或者通过将所述控制器与所述第二温度传感器81以及所述第二气压传感器电连接进行获取。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。