一种空压机气路系统及其控制方法

技术领域

本发明属于空压机技术领域，具体涉及一种空压机气路系统及其控制方法。

背景技术

空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆。空压机由油循环系统、气路循环系统、水路循环系统、配电系统等组成。在启动前，首先启动油泵控制系统，油泵控制系统启动后保证空压机各润滑部件润滑良好，同时油泵控制系统可通过内置的温控阀来调节内部油压和油温，以满足系统需要。压缩机工作时，空气经过自洁式空气过滤器被吸入，通过PLC自动清洗过滤器，空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩，经一级压缩后的气体温度较高，然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内，气走管外，中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统，为避免系统中的气体倒入压缩腔内(避免带压起动)在压缩机的排气管道安装有一只悬挂全启式止回阀，压缩机排出的气体推开止回阀进入排气消声器，然后进入一级后冷器，二级后冷器，再进入排气主管道。

公开号为CN202250869U的专利，公开了一种螺杆空压机的控制气路系统，包括进气阀，所述螺杆空压机靠近排气端口设有一控制接口；所述进气阀设有进气口、排气口、控制口；所述控制接口通过一阀门连接所述控制口，通过该控制接口引一路压缩气体到所述进气阀的控制口，控制进气阀的关闭和开启。控制气路系统启动时负荷小，且进气阀反应迅速，有效降低了启动电流；同时，由于进气阀离压缩机主机比分离器更近，因而结构简单，空间紧凑。

但是，上述专利在实际使用过程中存在以下不足，由于上述气路系统没有汽液分离结构，压缩后的空气中存在杂质，而且也没有对压缩后的空气进行降温，高温的压缩空气易造成安全隐患。

发明内容

因此，本发明要解决现有技术中压缩后的空气中存在杂质，而且也没有对压缩后的空气进行降温，高温的压缩空气易造成安全隐患的问题。

为此，采用的技术方案是，本发明的一种空压机气路系统，包括：空压机本体，空压机本体上设置有空气滤清器和机头，空气滤清器的出气口与机头进气口通过进气喉管连通，机头的出气口与粗分筒体的进气口连通，粗分筒体的出气口与冷却器进气口连接，冷却器的出气口与干燥器连通。

优选的，进气喉管上设置有进气阀，机头由一对斜齿啮合的转子对组成，粗分筒体的进气口上方设置有折流板，粗分筒体内上端设置有油细分离器，粗分筒体的出气口处设置有压力维持阀。

优选的，油气分离器底部与机头通过回油管连通，回油管上设置有回油观油镜，回油管上设置有回油单向阀。

优选的，冷却器包括：壳体，壳体内壁底部设置有散热排，散热排内设置有空腔，散热排一端设置有进气管，散热排另一端设置有出气管，壳体一端设置有入气管，壳体另一端设置有排气管，排气管与抽气泵连通，壳体内设置有转板，壳体内设置有固定板，固定板上设置有第一电机，第一电机右侧设置有水平方向的滑轨，滑轨上滑动连接有滑块，第一电机的输出轴与曲柄一端连接，曲柄另一端与连杆一端转动连接，连杆另一端与滑块铰接。

优选的，滑轨上方设置有水平方向的滑槽，滑槽两端对称设置有斜槽，第一摆杆一端与转板中间处连接，转板中间处与连杆远离曲柄的一端铰接，第一摆杆另一端与滑柱一端连接，滑柱上同轴设置有圆盘，滑柱另一端能在滑槽、斜槽内往复滑动，转板一端设置有扫刷，扫刷能与散热排接触，壳体外壁上设置有清灰口，清灰口上设置有盖板，盖板与壳体外壁通过螺钉连接。

优选的，壳体顶端设置有散热口，散热口下方设置有转盘，转盘顶端沿周方向设置有四个开口，开口上设置有竖直方向的导向管，导向管内设置有滤尘网，壳体内壁底部设置有第一固定块，第一转轴一端与第一固定块转动连接，第一转轴另一端与转盘同轴连接，第一转轴上同轴设置有半球面板，半球面板上沿周向设置有四个弧形凹槽，相邻的弧形凹槽之间设置有卡槽。

优选的，壳体内设置有第二电机，第二电机输出轴与第二转轴一端连接，第二转轴另一端分别设置有弧形滑块和拨柱，弧形滑块能与弧形凹槽配合，拨柱能与卡槽配合，第二转轴穿过第二固定块，并与第二固定块转动连接，第二固定块与壳体内壁连接，第二转轴上设置有凸轮，第二固定块下方设置有第三固定块，第三固定块与壳体内壁连接。

优选的，第三转轴穿过第三固定块，并与第三固定块转动连接，压杆一端与第三转轴一端连接，凸轮的周向外壁与压杆另一端接触，第三转轴另一端与第一转杆一端垂直连接，第一转杆另一端与连接轴一端垂直连接，连接轴另一端与第二转杆一端垂直连接，第二转杆另一端与第四转轴一端垂直连接，壳体内壁底部设置有两个竖直方向的固定管，滑杆一端与固定管滑动连接，滑杆另一端朝向开口。

优选的，第四转轴远离第二转杆一端穿过第四固定块与第三转杆一端垂直连接，第三转杆另一端与连动杆一端铰接，壳体内设置有第五固定块，第五固定块与壳体内壁连接，第二摆杆一端与第五固定块铰接，连动杆另一端与第二摆杆铰接，两个固定管通过支撑条连接，第二摆杆另一端与支撑条铰接，第二转轴上同轴设置有第一齿轮，第一齿轮下方设置有第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第五转轴一端与第二齿轮同轴连接，第六固定块上设置有指示盘，指示盘上沿周向设置有刻度，第五转轴另一端穿过第六固定块、指示盘与指针连接，壳体外壁上设置有粉尘浓度传感器，壳体内壁上设置有处理器，粉尘浓度传感器与处理器电性连接，处理器与第二电机电性连接。

优选的，所述滤尘网的结构符合公式(1)：

其中，所述X表示滤尘网和透气孔之间的空隙；所述μ表示颗粒的形状系数；所述k

所述滤尘网的材质符合公式(2)：

其中，所述y表示滤尘网的材质硬度；所述J表示滤尘网的可接触面积；所述T表示滤尘网的弹性；所述P表示载荷；所述ε表示滤尘网的磨损率；所述f

一种控制方法，适用于所述的空压机气路系统，包括如下步骤：

步骤一、空气经空气滤清器过滤，通过进气喉管进入到，机头内实施压缩；

步骤二、压缩后的油气混合气体通过进入粗分筒体，经折流板撞击后，进入油细分离器内进行气、液精细过滤；

步骤三、分离后压缩空气排出至冷却器冷却后，再送入干燥器进行干燥。

本发明技术方案具有以下优点：本发明的一种本发明的一种空压机气路系统，包括：空压机本体，空压机本体上设置有空气滤清器和机头，空气滤清器的出气口与机头进气口通过进气喉管连通，机头的出气口与粗分筒体的进气口连通，粗分筒体的出气口与冷却器进气口连接，冷却器的出气口与干燥器连通。进气喉管上设置有进气阀，机头由一对斜齿啮合的转子对组成，粗分筒体的进气口上方设置有折流板，粗分筒体内上端设置有油细分离器，粗分筒体的出气口处设置有压力维持阀。油气分离器底部与机头通过回油管连通，回油管上设置有回油观油镜，回油管上设置有回油单向阀。由于空气经压缩后，会通过油细分离器进行气、液精细过滤，压力维持阀维持粗分筒的内部压力，可降低压缩空气流速和过滤器前后端的压差达到更好的过滤效果，压缩后的空气得到良好的过滤，也经过冷却器降温后，再通过干燥器干燥，减少压缩空气中的水分，使用更加安全。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的立体结构示意图；

图3是本发明中清洁装置的结构示意图；

图4是本发明中驱动结构的示意图；

图5是本发明中滤尘装置的结构示意图；

图6是本发明中滤尘装置的立体结构示意图；

其中，1-空气滤清器，2-机头，3-进气喉管，4-粗分筒体，5-冷却器，6-进气阀，7-折流板，8-油细分离器，9-压力维持阀，10-回油管，11-回油观油镜，12-回油单向阀，13-壳体，14-散热排，15-进气管，16-出气管，17-入气管，18-排气管，19-转板，20-固定板，21-第一电机，22-滑轨，23-滑块，24-曲柄，25-连杆，26-斜槽，27-第一摆杆，28-滑柱，29-圆盘，30-扫刷，31-清灰口，32-盖板，33-散热口，34-转盘，35-开口，36-导向管，37-滤尘网，38-第一固定块，39-第一转轴，40-半球面板，41-弧形凹槽，42-卡槽，43-第二电机，44-第二转轴，45-弧形滑块，46-拨柱，47-第二固定块，48-凸轮，49-第三固定块，50-第三转轴，51-压杆，52-第一转杆，53-连接轴，54-第二转杆，55-第四转轴，56-固定管，57-滑杆，58-第四固定块，59-第三转杆，60-连动杆，61-第五固定块，62-第二摆杆，63-支撑条，64-第一齿轮，65-第二齿轮，66-第五转轴，67-第六固定块，68-指示盘，69-刻度，70-指针，71-粉尘浓度传感器，72-处理器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

本发明提供了一种空压机气路系统，如图1-2所示，包括：空压机本体，空压机本体上设置有空气滤清器1和机头2，空气滤清器1的出气口与机头2进气口通过进气喉管3连通，机头2的出气口与粗分筒体4的进气口连通，粗分筒体4的出气口与冷却器5进气口连接，冷却器5的出气口与干燥器连通。进气喉管3上设置有进气阀6，机头2由一对斜齿啮合的转子对组成，粗分筒体4的进气口上方设置有折流板7，粗分筒体4内上端设置有油细分离器8，粗分筒体4的出气口处设置有压力维持阀9。油气分离器8底部与机头2通过回油管10连通，回油管10上设置有回油观油镜11，回油管10上设置有回油单向阀12。

机头由一对斜齿啮合的转子对，转子对具有不对称齿廓，在一个灰铸铁腔体内运行。空气通过壳体的特殊成型开口径向流入、轴向流出。随着转子旋转，位于轮齿之间的空气量不断发生变化。

上述技术方案的工作远离及有益技术效果：开机时空气经空气滤清器1，通过进气喉管3进入机头2实施压缩。空气压缩后的油气混合气体通过安装在机头2上的机头出气管进入粗分筒体4，经粗分筒体4的折流板7撞击粗分后，进入油细分离器8进行气、液精细过滤，大部分压缩空气经压力维持阀9排出至冷却器5冷却后，再送入干燥器进行干燥。很小部分压缩空气将沉积在油细分离器8底部的润滑油通过回油观油镜11和回油单向阀12送回机头的齿间容积处进行润滑。由于空气经压缩后，会通过油细分离器8进行气、液精细过滤，压力维持阀维持粗分筒的内部压力，可降低压缩空气流速和过滤器前后端的压差达到更好的过滤效果，压缩后的空气得到良好的过滤，也经过冷却器5降温后，再通过干燥器干燥，减少压缩空气中的水分，使用更加安全。

每次关断螺杆空气压缩机组件后，粗分筒体4内腔室会通过减压装置自动减压，进气装置的止回阀板在压缩弹簧和来自粗分筒体4内腔室的回流压缩空气的推动下快速关闭，随后压力维持阀9也快速关闭。回流压缩空气使进气阀的卸荷装置启动，将粗分筒体4内腔室的压缩空气经油细分离器8过滤后从该装置和空气滤清器1排至大气中，从而使内腔室的压力迅速降至约300kPa以下，后续再通过卸荷装置的一个喷嘴，再缓慢地降至标准大气压，这个过程可避免产生过多的油泡沫。在内部压力较低的情况下，螺杆空气压缩机组件在大约14秒钟后才能再次启动。

实施例二

在实施例一的基础上，如图3-4所示，冷却器5包括：壳体13，壳体13内壁底部设置有散热排14，散热排14内设置有空腔，散热排14一端设置有进气管15，散热排14另一端设置有出气管16，壳体13一端设置有入气管17，壳体13另一端设置有排气管18，排气管18与抽气泵连通，壳体13内设置有转板19，壳体13内设置有固定板20，固定板20上设置有第一电机21，第一电机21右侧设置有水平方向的滑轨22，滑轨22上滑动连接有滑块23，第一电机21的输出轴与曲柄24一端连接，曲柄24另一端与连杆25一端转动连接，连杆25另一端与滑块23铰接。

滑轨22上方设置有水平方向的滑槽，滑槽两端对称设置有斜槽26，第一摆杆27一端与转板19中间处连接，转板19中间处与连杆25远离曲柄24的一端铰接，第一摆杆27另一端与滑柱28一端连接，滑柱28上同轴设置有圆盘29，滑柱28另一端能在滑槽、斜槽内往复滑动，转板19一端设置有扫刷30，扫刷30能与散热排14接触，壳体13外壁上设置有清灰口31，清灰口31上设置有盖板32，盖板32与壳体13外壁通过螺钉连接。

上述技术方案的工作远离及有益技术效果：经过压缩后的空气流经进气管15进入散热排14，散热排14与空气的接触的面积大，能迅速降低空气的温度，进行降温，再经出气管16输送至干燥器进行干燥，通过抽气泵抽吸，外界空气经入气管17进入，经排气管18排出，提高散热效率。当长时间使用后，散热排14上会集聚灰尘或污垢，影响散热，启动第一电机21，带动曲柄24旋转，曲柄24带动滑块23沿着滑轨22左右往复移动，当滑块23向左移动时，带动转板19及扫刷30向左移动，对散热排14表面进行清洁，当滑柱28移动至左边的斜槽26内，就使得第一摆杆27带动转板19逆时针旋转90°，使得转板19保持水平，之后，随着滑块23向右移动，当滑柱28移动至右边的斜槽26内，就使得第一摆杆27带动转板19顺时针旋转90°，使得转板19保持竖直，对散热排14表面进行清洁，由于扫刷30向左移动会与散热排表面接触，向右移动会旋转抬起，从而防止回程扫刷上的灰尘，再次蹭到散热排上，使得散热排上的灰尘不断的被扫到清灰口31，以便打开盖板32进行集中清理。

实施例三

在实施例二的基础上，如图5-6所示，壳体13顶端设置有散热口33，散热口33下方设置有转盘34，转盘34顶端沿周方向设置有四个开口35，开口35上设置有竖直方向的导向管36，导向管36内设置有滤尘网37，壳体13内壁底部设置有第一固定块38，第一转轴39一端与第一固定块38转动连接，第一转轴39另一端与转盘34同轴连接，第一转轴39上同轴设置有半球面板40，半球面板40上沿周向设置有四个弧形凹槽41，相邻的弧形凹槽41之间设置有卡槽42。

壳体13内设置有第二电机43，第二电机43输出轴与第二转轴44一端连接，第二转轴44另一端分别设置有弧形滑块45和拨柱46，弧形滑块45能与弧形凹槽41配合，拨柱46能与卡槽42配合，第二转轴44穿过第二固定块47，并与第二固定块47转动连接，第二固定块47与壳体13内壁连接，第二转轴44上设置有凸轮48，第二固定块47下方设置有第三固定块49，第三固定块49与壳体13内壁连接。

第三转轴50穿过第三固定块49，并与第三固定块49转动连接，压杆51一端与第三转轴50一端连接，凸轮48的周向外壁与压杆51另一端接触，第三转轴50另一端与第一转杆52一端垂直连接，第一转杆52另一端与连接轴53一端垂直连接，连接轴53另一端与第二转杆54一端垂直连接，第二转杆54另一端与第四转轴55一端垂直连接，壳体13内壁底部设置有两个竖直方向的固定管56，滑杆57一端与固定管56滑动连接，滑杆57另一端朝向开口35。

第四转轴55远离第二转杆54一端穿过第四固定块58与第三转杆59一端垂直连接，第三转杆59另一端与连动杆60一端铰接，壳体13内设置有第五固定块61，第五固定块61与壳体13内壁连接，第二摆杆62一端与第五固定块61铰接，连动杆60另一端与第二摆杆62铰接，两个固定管56通过支撑条63连接，第二摆杆62另一端与支撑条63铰接，第二转轴44上同轴设置有第一齿轮64，第一齿轮64下方设置有第二齿轮65，第一齿轮64与第二齿轮65啮合，第五转轴66一端与第二齿轮65同轴连接，第六固定块67上设置有指示盘68，指示盘68上沿周向设置有刻度69，第五转轴66另一端穿过第六固定块67、指示盘68与指针70连接，壳体13外壁上设置有粉尘浓度传感器71，壳体13内壁上设置有处理器72，粉尘浓度传感器71与处理器72电性连接，处理器72与第二电机43电性连接。

上述技术方案的工作远离及有益技术效果：粉尘浓度传感器71能检测壳体13外的空气中的粉尘浓度，通过处理器72控制第二电机43旋转，当二电机43带动拨柱46在卡槽42内滑动，使得半球面板40旋转90度，带动转盘34旋转90度，正对散热口33的导向管36切换，之后，弧形滑块45沿着弧形凹槽41滑动，半球面板40停止转动，此时，凸轮48与压杆51接触，使得压杆51绕着第三转轴50旋转，通过第一转杆52、连接轴53、第二转杆54、第三转杆59、连动杆60、第二摆杆62的传动，带动滑杆57沿着固定管56向上滑动，将相应的导向管36内的滤尘网37顶到散热口33出紧贴，从而完成滤尘网的更换，当需要再次切换时，启动第二电机43旋转，凸轮48与压杆51脱离，使得滑杆57向下运动，滤尘网37脱离散热口33，之后，转盘34旋转90度，滑杆57向上运动，完成新滤尘网37的安装，以便应对不同的粉尘浓度，通过控制电机转动可以实现四种滤尘网的智能切换。

实施例四

在实施例三的基础上，所述滤尘网37的结构符合公式(1)：

其中，所述X表示滤尘网和透气孔之间的空隙；所述μ表示颗粒的形状系数；所述k

所述滤尘网的材质符合公式(2)：

其中，所述y表示滤尘网的材质硬度；所述J表示滤尘网的可接触面积；所述T表示滤尘网的弹性；所述P表示载荷；所述ε表示滤尘网的磨损率；所述f

上述技术方案的工作原理及有益技术效果：本发明通过对滤尘网的材质和结构进行限定性设计，保持滤尘网的最优选择。本发明首先对滤尘网和透气孔之间的空隙进行判断，防止空隙处会进入颗粒，然后通过对颗粒的形状系数和滤尘网的厚度代入计算，防止不同形状的颗粒从滤尘网进入，而造成堵塞透气孔。本发明还引入了不能过滤的颗粒，不能过滤的颗粒对透气性和滤尘网的损耗能力较低，而且，本发明中不能过滤的颗粒中最大颗粒直径也是小于滤尘网网孔的直径的，在实施时，滤尘网的网孔比透气孔还小。在滤尘网符合本发明的公式时，滤尘网能够做到最大限度的不让颗粒物影响滤尘网透气性能，而且具有良好的过滤结构，防止大颗粒物对滤尘网产生影响。本发明还基于滤尘网材质选择的硬度、弹性、可接触面积、能承受的载荷在一段时间内对滤尘网的磨损性能进行处理，防止在一段时间内，滤尘网能承受的磨损强度低于颗粒物对滤尘网的影响，延长滤尘网的寿命。

实施例5

一种控制方法，适用于述的空压机气路系统，包括如下步骤：

步骤一、空气经空气滤清器1过滤，通过进气喉管3进入到，机头2内实施压缩；

步骤二、压缩后的油气混合气体通过进入粗分筒体4，经折流板7撞击后，进入油细分离器8内进行气、液精细过滤；

步骤三、分离后压缩空气排出至冷却器5冷却后，再送入干燥器进行干燥。

上述技术方案的有益技术效果：通过该空压机气路系统的控制方法，使得进入的空气能先进行过滤，再通过机头2进行压缩，压缩后的气体，再次经过油细分离器气液分离进行精细过滤，最后经过冷却器5进行降温，之后，经干燥器干燥，输出无杂质、干燥的压缩空气。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。