一种区域集中压缩空气供应管道系统的制作方法

本实用新型属于管道技术领域，具体涉及一种区域集中压缩空气供应管道系统。

背景技术：

空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小、压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。

压缩空气系统是指大气压力的空气被压缩并以较高的压力输给气动系统。系统的主要组成有:空气压缩机、储气罐、干燥机、过滤器、输气管道、阀门组成。空气压缩机用于产生的压缩空气，但由于其产生的空气是不纯净的，含有一些润滑油、固体颗粒及水份等，当在气动回路中直接使用这种未经净化处理的气体，会给气动回路带来一些故障，损坏气动元件，降低元件使用寿命，生产效率下降，甚至造成事故。因此，经过压缩压缩空气的后处理设备净化这些压缩气体以获得纯净的压缩气体是气压系统中必不可少的一个重要环节。具体来说，储气罐：起的作用是压缩后的空气进入罐中，空气中的杂质在罐中沉降，分离出大部分水、油、尘。经排污口排出压缩空气系统。过滤器：根据用气质量要求不同配备过滤器的数量及接入压缩空气系统的位置也不同。干燥机：压缩空气在使用过程中只要有温度的变化就会有水份的析出。只是析出水份的量多少而言。干燥机的使用可以相对的纯静空气，使压缩空气达到使用的要求。输气管道：是将压缩空气输送至使用点的管道。只要达到压缩空气使用点要求的流量、压力、纯静度。

目前，压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食品、医药、生化、国防、科研等行业等各种用户端。而由于压缩空气系统较为复杂，每个用户端单独配置一个系统显然是无法实现的，因此目前有待于采用一种区域集中压缩空气供应管道系统，统一实现不同用气需求下的压缩空气集中供应。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种区域集中压缩空气供应管道系统。本实用新型所采用的具体技术方案如下：

区域集中压缩空气供应管道系统，包括若干个与储气罐相连的空气压缩机，储气罐的出气口依次通过第一空气过滤器、第一冷冻干燥机、第二空气过滤器、第三空气过滤器后输出至第一用户端；所述的第一空气过滤器和第一冷冻干燥机之间的管路上连接第一支路，第一支路上依次设有第四空气过滤器和分气罐，所述的分气罐上通过若干个用气管路输出至第二用户端；所述的第二空气过滤器和第三空气过滤器之间的管路上连接第二支路，并输出至第三用户端；所述的第三空气过滤器与第一用户端之间的管路上连接有第三支路，第三支路继续分为两路：一路依次通过第五空气过滤器、第一分支储气罐、第六空气过滤器后输出至第四用户端；另一路依次通过吸附式干燥机、第七空气过滤器、第二分支储气罐、第八空气过滤器和第九空气过滤器后输出至第五用户端。该系统将多种需求下的用户端管路进行集成，最大程度的重复利用必要设备，在降低维护和运行成本的情况下满足了多元化的用户需求。

作为优选，所述的冷冻干燥机、吸附式干燥机和空气压缩机均与PLC控制装置相连。PLC控制装置用于进行中央集成控制。

作为优选，所有管路分支处的三条管道上均设置控制阀门。三条管道即支路管道、主干管道上连接支路管道处的前端和后端。此三处设置阀门后，可以通过对阀门开关的控制，实现不同的气路流向。

进一步的，所述的控制阀门均PLC控制装置相连，进行中央控制。

作为优选，所述的第一空气过滤器之前并联有多路压缩空气进气管，每路压缩空气进气管上均连接有储气罐和空气压缩机，每个储气罐与第一空气过滤器之间的管路上均设有控制阀门。设置多路并联进气管的作用是提高整个系统的鲁棒性，防止因空气压缩机的损坏导致整个系统无法运行。同时，利用不同的储气罐进行气压调配。

作为优选，还包括热回收装置，热回收装置接入空气压缩机的循环水路中，用于热交换，热回收装置的冷却水入口和出水口分别软水箱和蓄水箱相连。从节约资源、可持续发展以及低碳的角度来看，将空压机产生的废热回收利用，既能解决空压机组的冷却问题，又能最大限度地利用能量。

进一步的，所述的热回收装置为板式换热器。通过在空气压缩机的循环水路中串入板式换热器，使空压机内部循环水与软水箱中的常温冷却水进行了热交换，将空压机压缩过程中产生的热量转移到蓄水箱中存储的热水中，可供应用户的其他热水需求，能源得到回收利用，同时也大大减轻了水冷却器的散热压力。

更进一步的，所述的板式换热器两端的空压机水路管道上分别通过温控膨胀阀门与冷却塔形成冷却水循环回路。此回路的作用是为了防止板式换热器出现故障，导致循环水温度过高。温控膨胀阀门常闭，当发生该情况时，温控膨胀阀门打开，空压机与冷却塔之间的水循环回路连通，替代板式换热器进行热量交换。

作为优选，系统中各条压缩空气输送管道上均沿管道铺设方向铺设感温光缆，感温光缆末端与监控主机相连，用于分析感温光缆沿途的温度分布；每条压缩空气输送管道的前后两端均设置有压力传感器。感温光缆可以实现管路周边的温度感应，当管路发生泄漏时，由于压缩空气温度较高，因此泄露点周边的环境温度上升，被感温光缆检测并反馈至监控主机。同时每条压缩空气输送管道的前后两端均设置压力传感器后，相当于在整个系统的每个设备或容器的进出口设置了压力传感器，每个设备或容器发生泄漏时，可以通过前后压力传感器的示数进行判断。由此，整个系统中的设备、容器和管道的泄漏都得到了监控。

作为优选，所述的空气压缩机与储气罐之间的管路上设有用于对管路中空气进行加热和干燥的加热干燥装置。由于本系统中较多的设备在不同的供气管路中被重复利用，因此其可靠性需要得到保障。加热干燥装置的作用是为了在压缩空气进入储气罐之前，将压缩空气中的水加热到露点温度，使得压缩空气不携带水，减轻后续干燥机等设备压力。即使干燥机等发生故障，依然可以启用加热干燥装置暂时维持使用。

本实用新型的区域集中压缩空气供应管道系统实现了压缩空气不同需求用户端的集中供气，同时整个供气管路共用较多的必要设备，耦合率较高，减少了设备闲置的情况，维护成本较低。

附图说明

图1为一实施例中区域集中压缩空气供应管道系统的结构示意图；

图2为另一实施例中区域集中压缩空气供应管道系统的结构示意图；

图中：空气压缩机1、第一控制阀门2、储气罐3、第一空气过滤器4、第四空气过滤器5、第二控制阀门6、分气罐7、第三控制阀门8、第四控制阀门9、第一冷冻干燥机10、第二空气过滤器11、第五控制阀门12、第六控制阀门13、第三空气过滤器14、第七控制阀门15、第八控制阀门16、第九控制阀门17、第五空气过滤器18、第一分支储气罐19、第六空气过滤器20、第十控制阀门21、第十一控制阀门22、吸附式干燥机23、第七空气过滤器24、第二分支储气罐25、第八空气过滤器26、第九空气过滤器27、第十二控制阀门28、第十三控制阀门29、第十四控制阀门30、第十五控制阀门31、第十六控制阀门32、第十七控制阀门33、第十八控制阀门34和第十九控制阀门35。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述，以便更好的理解本实用新型。

如图1所示，在一个实施例中，区域集中压缩空气供应管道系统包括若干个与储气罐相连的空气压缩机1，储气罐3的出气口依次通过第一空气过滤器4、第一冷冻干燥机10、第二空气过滤器11、第三空气过滤器14后输出至第一用户端；所述的第一空气过滤器4和第一冷冻干燥机10之间的管路上连接第一支路，第一支路上依次设有第四空气过滤器5和分气罐7，所述的分气罐7上通过若干个用气管路输出至第二用户端；所述的第二空气过滤器11和第三空气过滤器14之间的管路上连接第二支路，并输出至第三用户端；所述的第三空气过滤器14与第一用户端之间的管路上连接有第三支路，第三支路继续分为两路：一路依次通过第五空气过滤器18、第一分支储气罐19、第六空气过滤器20后输出至第四用户端；另一路依次通过吸附式干燥机23、第七空气过滤器24、第二分支储气罐25、第八空气过滤器26和第九空气过滤器27后输出至第五用户端。上述每个冷冻干燥机、吸附式干燥机和空气压缩机均与PLC控制装置相连，进行中央控制。

所有管路分支处的三条管道上均设置控制阀门。具体来说，第一支路处设置第一控制阀门2、第四控制阀门9、第十三控制阀门29；第二支路处设置第五控制阀门12、第六控制阀门13、第十四控制阀门30；第三支路总管处设置第七控制阀门15、第八控制阀门16、第十五控制阀门31；第三支路总管的两条子支路初始位置分布设置第九控制阀门17、第十一控制阀门22。同时在每条支路的末端也设置控制阀门，关键的设备前后也可设置控制阀门，具体如图1所示。控制阀门均可以与PLC控制装置相连，进行中央控制。

上述系统中，实际存在5条不同用途的管道支路：第一路依次经过一个前置空气过滤器和一个分气罐后输出，用于建筑业、铸造业、保洁清扫等低要求用气；第二路依次经过一个前置空气过滤器、一个冷冻干燥机和一个后置空气过滤器后输出，输出气体中含颗粒物1微米，含油份1ppm，水分露点0-10℃，可用于纺织业、气缸、电磁阀等一般工厂用气；第三路依次经过一个前置空气过滤器、一个冷冻干燥机和两个后置空气过滤器后输出，输出气体中含颗粒物0.01微米，含油份0.01ppm，水分露点0-10℃，可用于零件清洁、精密自动化控制等特殊用气；第四路依次经过一个前置空气过滤器、一个冷冻干燥机、三个后置空气过滤器、一个分支储气罐、一个末端空气过滤器后输出，输出气体中含颗粒物0.01微米，含油份0.001ppm，水分露点0-10℃，可用于替代无油空压机气体，用于呼吸用气、医药食品用气；第五路依次经过一个前置空气过滤器、一个冷冻干燥机、两个后置空气过滤器、一个吸附式干燥机、一个中间空气过滤器、一个分支储气罐和两个末端空气过滤器后输出，输出气体中含颗粒物0.01微米，含油份0.001ppm，水分露点-40℃，可用于医药食品、粉体储藏输送、高级涂装等超干燥气体。

在另一实施例中，如图2所示，第一空气过滤器4之前并联有3路压缩空气进气管，每路压缩空气进气管上均连接有储气罐和空气压缩机1，每个储气罐3与第一空气过滤器4之间的管路上均设有控制阀门，分别为第十七控制阀门33、第十八控制阀门34、第十九控制阀门35，三条管路汇集后设置总控的第十六控制阀门32。

在另一实施例中，在空气压缩机的循环水路中接入板式换热器，用于热交换，板式换热器的冷却水入口和出水口分别软水箱和蓄水箱相连。由此，软水箱的冷却水通过板式换热器后，与空气压缩机过来的高温水进行换热，变成热水，最终存储于蓄水箱中。在该实施例基础上，还可以将板式换热器两端的空压机水路管道上分别通过温控膨胀阀门与冷却塔形成冷却水循环回路，进一步提高系统的换热稳定性。

在另一实施例中，系统中各条压缩空气输送管道上均沿管道铺设方向铺设感温光缆，感温光缆末端与监控主机相连，用于分析感温光缆沿途的温度分布。每条压缩空气输送管道的前后两端均设置有压力传感器，即每个冷冻干燥机、吸附式干燥机、空气压缩机及其他设备前后管路上均设置了感应管道中气压的压力传感器。由此实现了对设备、容器和管道的全面监控。而此处所说的监控主机可以采用现有技术实现，如申请号为201210445742.6、201210190809.6的发明专利所述的装置。

在另一实施例中，空气压缩机1与储气罐3之间的管路上设有用于对管路中空气进行加热和干燥的加热干燥装置。加热干燥装置可采用蒸汽换热器或微热再生吸附式干燥机。空气压缩机可采用过滤压缩空气的过滤器、活塞式压缩机、螺旋式压缩机或涡卷式压缩机等。

上述实施例仅用于解释说明本实用新型要求保护的内容，但并不是用于限制本实用新型的要求保护的范围。本领域技术人员在本实用新型精神内所做的改进和替换，均属于保护范围内。