一种一体式钻机的空气压缩机及其控制机构的制作方法

1.本实用新型属于空气压缩机控制技术领域，更具体地说，涉及一种一体式钻机的空气压缩机及其控制机构。


背景技术：

2.一体式钻机是指钻机将液压控制系统和空气压缩机集成在一个车架体上，空压机为钻机提供高压的压缩空气。在一体式钻机中，压缩空气作为驱动冲击器的动力并起吹渣(将钻孔后的碎石和粉尘吹到孔外)作用。
3.传统一体式钻机的空气压缩机控制采用进气阀、正(反)比例调压阀、电磁阀、控制管路、电气系统等相关元件控制。钻机在工作时，发动机转速为定值(或手动调节)，压力通过正(反)比例调压阀调节需求压力，气量则通过气控管路调节进气阀开口量调节，此时，通过气控调节的气量并不精确，且波动较大，产生多余的压缩空气通过卸放管路排放，造成浪费。在钻机行走或不钻孔时，此时压缩机需要卸载，则需要通过手动方式卸载，造成不便，操作工亦会忽视此项操作。
4.经检索，授权公告号cn 201013578y，发明创造名称为：空气压缩机及控制机构；该申请案储气罐的压缩空气入口管上设置三通管，三通管的三个端口分别联接卸荷阀出口、压力传感器和储气罐；卸荷阀入口联接空气压缩机压缩空气出口管；压力传感器压力信号输出端联接控制器。该申请案由于使用了卸荷阀，可以使空气压缩机在出口常压下起动，降低了电动机的起动电流和压缩机的起动冲击力；使用压力传感器和控制器，可以在较大的范围内设定或调整压力，并进而将输出压力控制在该设定值附近的一个较小范围内，而且压力控制也较准确。但该申请案是在储气罐的压缩空气入口设置三通管，分别联接卸荷阀出口、压力传感器，其利用卸荷阀、压力传感器的原理与本专利存在较大区别。


技术实现要素：

5.1.实用新型要解决的技术问题
6.为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种一体式钻机的空气压缩机及其控制机构；本实用新型采用进气阀on
‑
off状态，通过发动机转速来控制气量。通过压力传感器与可编程控制器相互协作控制使用压力，提升了工作效率，减少了发动机的燃油消耗量，降低了发动机尾气的排放，减少了环境污染。
7.2.技术方案
8.为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
9.本实用新型的一种一体式钻机的空气压缩机控制机构，包括进气阀总成jq、压缩主机ys和油气分离器yq，进气阀总成jq、压缩主机ys、油气分离器yq依次连接；所述的油气分离器yq的出口端连接一卸荷阀xh和一最小压力阀zy，所述的最小压力阀zy连接供气球阀gq，且在最小压力阀zy和供气球阀gq之间的管路上设置一支路，该支路上设置一卸荷阀xh，所述支路连通至进气阀总成jq的卸放阀xf。
10.作为本实用新型更进一步的改进，该控制机构还包括压力传感器yl，该压力传感器yl检测油气分离器yq内部压力；且压力传感器yl连接可编程控制器，可编程控制器读取压力传感器yl的压力，控制两卸荷阀xh及发动机转速，维持压缩机主机润滑的罐压。
11.作为本实用新型更进一步的改进，该控制机构还包括气水分离器qs、减压阀jy和电磁阀dc，所述的气水分离器qs和电磁阀dc之间设置减压阀jy，电磁阀dc控制进气阀总成jq内部的常开提升阀ts，气水分离器qs连接油气分离器yq。
12.作为本实用新型更进一步的改进，所述的进气阀总成内部设置常闭蝶阀df、常开提升阀ts和卸放阀xf，常闭蝶阀df与常开提升阀ts串联，常闭蝶阀df连接空气滤清器lq，并受油气分离器yq的信号控制；常开提升阀ts经压缩主机ys连接油气分离器yq，且常开提升阀ts和压缩主机ys之间设置支路，该支路连接卸放阀xf。
13.作为本实用新型更进一步的改进，所述的压缩主机ys设置有两个，两个压缩主机ys之间设置有极间安全阀jaq。
14.作为本实用新型更进一步的改进，所述的压缩主机ys和油气分离器yq之间设置有排气止回阀pz。
15.作为本实用新型更进一步的改进，所述的排气止回阀pz和油气分离器yq之间设置有排气温度开关wk和温度传感器wc。
16.本实用新型的一种一体式钻机的空气压缩机，该空气压缩机利用所述机构进行控制。
17.3.有益效果
18.采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
19.(1)本实用新型的一种一体式钻机的空气压缩机控制机构，解决了传统钻机控制系统在行走或钻孔时频繁操作及用气端气量与压缩机供气气量匹配不精确问题，进气阀开口量仅为on
‑
off状态，无需气控调节开口量大小；在钻孔状态时，通过发动机转速无极调节，以适应不同孔径下的需求气量(钻机额定气量内)，而此时，压缩机供气压力亦可无极调节(钻机额定压力内)以适应不同工况。
20.(2)本实用新型的一种一体式钻机的空气压缩机控制机构，通过压力传感器与可编程控制器相互协作控制使用压力，提升了工作效率，减少了发动机的燃油消耗量，降低了发动机尾气的排放，减少了环境污染。
21.(3)本实用新型的一种一体式钻机的空气压缩机控制机构，在钻机行走或不钻孔状态时，可实现发动机自动卸载，此时发动机转速又可手动调节，以适应不同坡度时钻机爬坡功率。
附图说明
22.图1为本实用新型中一体式钻机的空气压缩机控制机构的气路原理图；
23.图2为本实用新型中一体式钻机的空气压缩机控制机构的电路原理图。
具体实施方式
24.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
25.实施例1
26.结合图1，本实施例的一种一体式钻机的空气压缩机控制机构，包括进气阀总成jq、压缩主机ys和油气分离器yq，所述的压缩主机ys设置有两个，两个压缩主机ys之间设置有极间安全阀jaq。也即本实施例使用的是双级压缩的压缩机。
27.进气阀总成jq、压缩主机ys、油气分离器yq依次连接，所述的压缩主机ys和油气分离器yq之间设置有排气止回阀pz。排气止回阀pz起保护作用，压缩主机ys经过空气滤清器和进气阀总成，从大气中吸空气，在供气过程中如突然出现故障，排气止回阀pz可防止气体回流。所述的油气分离器yq的出口端连接一卸荷阀xh和一最小压力阀zy，最小压力阀zy保护油气分离器中的油分芯，防止油气分离器工作过程中因压差太大，损坏油分芯。
28.所述的最小压力阀zy连接供气球阀gq，且在最小压力阀zy和供气球阀gq之间的管路上设置一支路，该支路上设置一卸荷阀xh，所述支路连通至进气阀总成jq的卸放阀xf。该控制机构还包括压力传感器yl，该压力传感器yl检测油气分离器yq内部压力。运行过程中，在压力传感器yl检测到油气分离器yq内部压力超过设定值时，通过卸荷阀xh卸放油气分离器yq内部压力。本实施例共设置两个不同大小的卸荷阀xh，便于根据油气分离器yq内部压力实际情况进行灵活选择。且本实施例将其中一个最小压力阀zy和供气球阀gq之间的支路上设置的卸荷阀xh连通至进气阀总成jq的卸放阀xf。气体回流到卸放阀xf，而不直接对大气排放，保护了环境。
29.该控制机构还包括气水分离器qs、减压阀jy和电磁阀dc，所述的气水分离器qs和电磁阀dc之间设置减压阀jy，减小压力对电磁阀dc的冲击。所述的进气阀总成内部设置常闭蝶阀df、常开提升阀ts和卸放阀xf，常闭蝶阀df与常开提升阀ts串联，常闭蝶阀df连接空气滤清器lq，并受油气分离器yq的信号控制；电磁阀dc控制进气阀总成jq内部的常开提升阀ts，气水分离器qs连接油气分离器yq。常开提升阀ts经压缩主机ys连接油气分离器yq，且常开提升阀ts和压缩主机ys之间设置支路，该支路连接卸放阀xf。所述的排气止回阀pz和油气分离器yq之间设置有排气温度开关wk和温度传感器wc。
30.本实施例中，进气阀总成jq中的常开提升阀ts开口量通过电磁阀dc来控制on
‑
off状态，钻机在启动时，电磁阀dc不得电，此时油气分离器yq罐内控制气通过电磁阀dc控制进气阀总成jq为off状态。此时压缩机为卸载状态，可编程控制器通过读取压力传感器yl的压力(此时的压力为可自行设定的罐压)来稳定的维持压缩机主机润滑的罐压。到达罐压后，通过两卸荷阀xh保持罐压稳定。
31.钻机在钻孔时，电磁阀dc电磁阀得电，进气阀总成为on状态，同时，发动机转速升为工作转速，压缩机加载，压力传感器yl读取压力到达设定压力后，此时发动机降低转速以适应当前孔径及进给速度下额定求气量。当打完一个孔后，压力传感器yl监测到用气端不用气后，此时；且压力传感器yl连接可编程控制器，可编程控制器读取压力传感器yl的压力，控制两卸荷阀xh及发动机转速，维持压缩机主机润滑的罐压。自动降为怠速状态维持润滑的罐压。
32.上述控制，可编程控制器依据压力传感器yl设定压力波动上限及下限来调整发动机转速调整的步长及步幅，并配合两卸荷阀以实现供气压力与发动机转速的稳定。发动机转速由可编程控制器通过can通讯的方式进行控制。控制电磁阀和泄放电磁阀也由可编程控制器进行控制。
33.实施例2
34.结合图2，本实施例的空气压缩机控制电路包括控制芯片，该控制芯片采用murphyic2010系列e2486020型号的可编程控制器。所述控制芯片输入端子中，a17、a27端子连接运行/启动开关k1，a33、a34端子连接压力控制开关k2，a25、a36端子连接速度控制开关k3，a27端子连接行走开关k4。同时，a15、a20端子连接排气温度传感器wc，a21端子连接压力传感器yl。
35.所述控制芯片输出端子中，a03端子连接启动继电器ka1，a02端子连接启动控制继电器ka2，a08端子连接排气高温指示灯，a31端子连接辅助卸放电磁阀yv3，a35端子连接卸放电磁阀yv2，a01端子连接控制电磁阀yv1。
36.另外，该控制芯片的c02、c03端口连接usb编程接口j1，为了实现一体式钻机的空气压缩机控制编辑的程序通过该端口烧录入控制芯片。控制芯片的a12、a22端子为数据通信端子，通过a12、a22端子连接发动机整车接口j2、j3，实现与发动机的通信，并与一显示仪表连接，进行数据通信，通过该显示仪表显示空气压缩机控制的参数。
37.控制电路的总电源单元提供交流电以及24v直流电，为可编程控制器、显示仪表供电，同时该总电源单元还连接功能开关k5、照明开关k6，功能开关k5控制喇叭lb和脉冲电磁阀；照明开关k6控制照明灯。
38.本实施例电路控制包括以下工况：
39.压缩机启动运行工况：1)运行/启动开关k1置于“运行”位置，压缩机的排气设定压力由“压力控制开关k2”进行设置。控制机构此时进入自检状态，确认机组是否可以正常启动。2)将“运行/启动开关k1”置于“启动”位置，控制机构判定可以正常启动后，将向启动继电器ka1发出启动指令，同时向发动机发出启动转速值。3)启动继电器ka1动作将带动发动机的启动马达运转，使发动机达到理想的启动转速值。4)发动机达到理想转速值后，将自动停止启动马达的运行，并保持在理想转速下运行。这个过程由控制芯片自动完成，无须人工干预
40.压缩机加载运行工况：1)压缩机达到启动暖机时间后，将进入加载工况(由控制芯片控制自动进入)2)控制芯片命令“控制电磁阀”yv1动作，yv1动作后压缩机的进气阀门将开启，压缩机进入加载运行。3)加载运行过程中，依据压力传感器yl设定压力波动上限及下限来调整发动机转速调整的步长及步幅，并配合两卸荷阀以实现供气压力与发动机转速的稳定。控制芯片将向发动机发出适合的转速值命令和控制命令，使“实际排气压力”和“排气设定压力”这两个数值保持一致，达到恒压运行的目的。整个过程由控制芯片自动完成，无须人工干预。排气温度传感器wc则实时监控排气温度，通过显示仪表进行显示，供现场工作人员参考。
41.压缩机卸载、机组行走工况：1)当“行走开关k4”置位时，压缩机进入卸载工况。2)控制芯片命令“控制电磁阀”yv1复位，yv1复位后压缩机的进气阀门将关闭，压缩机进入卸载运行。3)发动机的转速可通过“速度控制开关k3”进行调整，以适应不同坡度时机组爬坡功率的需求。
42.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。