一种全自动隔膜压缩机油路系统及其启动方法与流程

[0001]
本申请属于隔膜压缩机技术领域，特别涉及一种全自动隔膜压缩机油路系统及其启动方法。


背景技术：

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隔膜压缩机是一种容积式压缩机，由于其所能提供的密封性能好、压力范围广、压缩比较大，因此被广泛应用于加氢站等石油化工领域中压缩输送各种高纯气体、贵重稀有气体、有毒有害气体和腐蚀性气体。
[0003]
隔膜压缩机由被膜片隔开的油路系统和气路系统组成，由油活塞推动液压油驱动膜片压缩气体。工作过程中液压油不可避免地会从活塞泄漏，所以一般隔膜压缩机都会配备补油管路给油腔内补油，补油量很难和溢油量刚好相同，所以一般还要配备溢油管路使多余的油溢出并以此控制油压。油腔并配有补油和溢油管路是最基本的隔膜压缩机油路系统。但是对于长时间未运行的隔膜压缩机，油腔内的油会有大量泄漏并存有大量空气。补油量相对于油腔容积是非常小的，所以这个时候单靠补油管路为油腔补油会非常慢，造成启动过程超长。另一方面油腔内的空气在启动阶段会被击碎成微小气泡混入液压油中，影响隔膜压缩机的正常运行，使容积效率降低。基于上述原因，隔膜压缩机还会另配油腔注油管路，各厂家方法不同，但都会使得隔膜压缩机整体操作变得复杂，需要配备专业的操作人员，而对于超高压隔膜压缩机而言，人工操作机器一方面操作人员的安全无法保障，另一方面易因人为操作失误造成机器故障。
[0004]
因此，提供一种新的全自动隔膜压缩机油路系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于克服隔膜压缩机油路不能全自动控制的缺陷，提供一种全自动隔膜压缩机油路系统。
[0006]
根据本发明的第一方面，提供了一种全自动隔膜压缩机油路系统，包括：膜头油腔，中体，曲轴，曲轴箱，齿轮泵，油冷却器，油过滤器，润滑路，注油路，补油路，柱塞泵，第一电磁阀，第一单向阀，第二单向阀，第二电磁阀，排油路，溢油路，旁通路，压力变送器，第三电磁阀，溢油阀，第一油流量计，第二油流量计。
[0007]
其中，齿轮泵的入口与曲轴箱的油池连通，齿轮泵从曲轴箱油池内吸油，泵出的油依次经过油冷却器和油过滤器。润滑路、注油路和补油路分别与齿轮泵出口相连，齿轮泵为润滑路、注油路和补油路供油。润滑路另一端与曲轴相连，为曲轴润滑供油，润滑后的油流入曲轴箱油池；注油路另一端与膜头油腔底部相连，注油路中设置第一电磁阀控制注油路的开闭，靠近油腔处设置第一单向阀将油腔内的高压油与注油路隔离；补油路另一端也与膜头油腔底部相连，液压油经过柱塞泵进一步增压后经第二单向阀为膜头油腔补油。注油是在隔膜压缩机工作前向油腔内注入液压油，油腔内压力基本与大气压相同，补油是在压
缩机工作过程中向油腔内补充液压油，油腔内压力较高，因此注油时齿轮泵增压即可满足，补油还需要柱塞泵额外增压，同时两个过程油量也不同，注油过程油量大，补油过程油量小，因此如果用补油路进行注油，额外耗功，且效率低下。且用补油路来注油无法完全排出油腔内空气，影响压缩机容积效率，将注油和补油分开控制、单独工作更利于隔膜压缩机节能、高效、稳定运行。排油路一端与齿轮泵入口相连，另一端与膜头油腔底部相连，排油路中设置第二电磁阀控制排油路的开闭，在第二电磁阀远离油腔的方向设置第二油流量计监测排油状况。溢油路和旁通路并联，一端与膜头油腔顶部相连并设置有压力变送器，另一端与中体相连，溢油路上设置有溢油阀控制膜头油腔油压，旁通路设置有第三电磁阀控制旁通路的开闭，第三电磁阀后设置第一油流量计。
[0008]
进一步的方案为，所述注油路、补油路和排油路均与膜头油腔底部相连，溢油路和旁通路与膜头油腔顶部相连。
[0009]
进一步的方案为，所述第一单向阀方向为流向膜头油腔的方向。
[0010]
进一步的方案为，所述第一电磁阀可承受油压范围为1-2mpa，第二电磁阀和第三电磁阀可承受油压范围为2mpa-300mpa。
[0011]
进一步的方案为，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀都是常闭电磁阀。
[0012]
进一步的方案为，所述第一油流量计设置在第三电磁阀的远离膜头油腔的方向，第二油流量计设置在第二电磁阀的远离膜头油腔的方向。
[0013]
进一步的方案为，所述所述齿轮泵由单独的电机驱动。
[0014]
根据本发明的第二方面，提供了一种全自动隔膜压缩机油路系统的启动方法，根据上述全自动隔膜压缩机油路系统基于以下步骤完成：启动压缩机时需要根据实际情况判断是否需要注油。若机器刚装配好或长时间未运行，膜头油腔内没有充足的油量并且存有大量空气，这时需要为膜头油腔内注油；若短时间内停机后再启动，膜头油腔内的油只有少量的泄漏，则可以选择不注油直接启动。为膜头油腔内注油时需打开第一电磁阀，第三电磁阀，关闭第二电磁阀，启动齿轮泵。齿轮泵从曲轴箱油池吸油，泵出的油依次经过冷却器、过滤器、注油管路9注入膜头油腔，因为注油路与膜头油腔底部相连，旁通路与膜头油腔顶部相连，油腔内注满油后，油会从旁通路18流进中体再流回曲轴箱油池。注油过程中液压油形成完整回路并且从油腔底部注入，从顶部流出，可以保证完全排出油腔内的空气，提高压缩机运行效率。旁通路上的第一油流量计的示数可以用来判断注油状态，当油腔内未注满油时，旁通路内没有油流过，第一油流量计示数为0，当油腔内注满油时，油会从旁通路流过，第一油流量计示数大于0，这时可以判定为“注油完成”。注油完成后关闭第一电磁阀、第二电磁阀，断开注油路和排油路，打开第三电磁阀，使旁通路处于连通状态。启动预阶段膜头油腔内有足量的液压油，若不打开旁通路相当于压缩机带载启动，会使电机的启动电流非常大，严重时会造成启动失败甚至是损伤电机。启动预运行阶段将油路旁通打开，使膜头油腔内油压保持常压，机器处于空载状态运行，可以有效减小电机的启动冲击电流，确保启动成功，对电机以及膜片也是一种保护。预运行完成，电机达到正常转速后，关闭第三电磁阀，断开旁通路，使溢油阀工作，隔膜压缩机开始进行周期性地补油、溢油并实现对气体的压缩，机器进入工作状态。
[0015]
进一步的，隔膜压缩机膜片、密封圈等零部件属于易损件，需要定期更换，在更换零部件或检修时需要拆卸膜头。拆卸膜头前需要排出膜头油腔内的液压油，排油时打开第
二电磁阀、第三电磁阀，使排油路和旁通路打开，关闭第一电磁阀，断开注油路，启动齿轮泵，齿轮泵会从膜头油腔和曲轴箱油池内抽油，因为膜头油腔比曲轴箱油池高，所以油腔内的油会很快被抽出。排油时同样要打开旁通路使膜头油腔与中体连通，气体进入油腔，保证油可以被完全排出，当排油路上第二油流量计示数为0时判定为“排油完成”，关闭齿轮泵。
[0016]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
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(1)本发明可以实现隔膜压缩机油路系统的全自动控制，一键启动，一键排油，简单、安全、可靠性高。
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(2)本发明可以实现开机前排出油腔内所有气体，解决隔膜压缩机油中带有气泡的问题，提高隔膜压缩机的效率。
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(3)本发明可以实现隔膜压缩机预运行阶段空载运行，有效减小隔膜压缩机启动时电机冲击电流过大的问题，保证系统安全稳定。
附图说明
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以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
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图1油路系统流程图；
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图2为油路系统注油流程图；
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图3为油路系统排油流程图；
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其中，1-膜头油腔，2-中体，3-曲轴，4-曲轴箱，5-齿轮泵，6-油冷却器，7-油过滤器，8-润滑路，9-注油路，10-补油路，11-柱塞泵，12-第一电磁阀，13-第一单向阀，14-第二单向阀，15-第二电磁阀，16-排油路，17-溢油路，18-旁通路，19-压力变送器，20-第三电磁阀，21-溢油阀，22-第一油流量计，23-第二油流量计。
具体实施方式
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为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]
在下文中，将参考附图对本申请的具体实施例进行详细地描述，依照这些详细的描述，所属领域技术人员能够清楚地理解本申请，并能够实施本申请。在不违背本申请原理的情况下，各个不同的实施例中的特征可以进行组合以获得新的实施方式，或者替代某些实施例中的某些特征，获得其它优选的实施方式。
[0027]
如图1所示，本发明所设计油路系统包括：膜头油腔1，中体2，曲轴3，曲轴箱4，齿轮泵5，油冷却器6，油过滤器7，润滑路8，注油路9，补油路10，柱塞泵11，第一电磁阀12，第一单向阀13，第二单向阀14，第二电磁阀15，排油路16，溢油路17，旁通路18，压力变送器19，第三电磁阀20，溢油阀21，第一油流量计22，第二油流量计23。
[0028]
齿轮泵5由单独的电机驱动，可以在未启动压缩机电机时单独启动齿轮泵5，齿轮泵5的入口与曲轴箱4的油池连通从曲轴箱4油池内吸油，泵出的油依次经过油冷却器6和油过滤器7，膜头油腔1内油温较高，液压油经过冷却后再供入膜头油腔1可以适当降低膜头油腔1内的温度，油过滤器7可以过滤掉活塞、曲轴3等运动件运动过程中产生的杂质。润滑路8、注油路9和补油路10分别与齿轮泵5出口相连，齿轮泵5为润滑路8、注油路9和补油路10供
油。润滑路8另一端与曲轴3相连，齿轮泵5泵出的油经润滑路8为曲轴3润滑供油，润滑后的油流入曲轴箱4油池；注油路9另一端与膜头油腔1底部相连，注油路9中设置第一电磁阀12控制注油路9的开闭，靠近膜头油腔1处设置第一单向阀13将油腔内的高压油与注油路9隔离，使压缩机运行时高压油不会进入注油管路9，这样第一电磁阀12可以选用低压电磁阀(可承受油压范围为1-2mpa)，节省成本；补油路10另一端也与膜头油腔1底部相连，液压油经过柱塞泵11进一步增压后经第二单向阀14为膜头油腔1补油，第二单向阀14相当于柱塞泵11的排油阀，保证膜头油腔1内的高压油不会向补油路10内倒灌。注油是在隔膜压缩机工作前向油腔内注入液压油，油腔内压力基本与大气压相同，补油是在压缩机工作过程中向膜头油腔1内补充液压油，膜头油腔1内压力较高，因此注油时齿轮泵5增压即可满足，补油还需要柱塞泵额外增压，同时两个过程油量也不同，注油过程油量大，补油过程油量小，因此如果用补油路进行注油，额外耗功，且效率低下。且用补油路来注油无法完全排出油腔内空气，影响压缩机容积效率，将注油和补油分开控制、单独工作更利于隔膜压缩机节能、高效、稳定运行。排油路16一端与齿轮泵5入口相连，另一端与膜头油腔1底部相连，排油路中设置第二电磁阀15控制排油路16的开闭，沿油流动方向在第二电磁阀15后设置第二油流量计23，根据该流量计的示数可以判断排油情况，打开排油路排油时，第二流量计23示数>0，当其示数变为0时可判定为“排油完成”。将流量计设置在电磁阀后，使隔膜压缩机工作时油腔内的高压油不会到达该流量计处，从而该流量计无需选用耐高压流量计，节省成本。溢油路17和旁通路18并联，一端与膜头油腔1顶部相连并设置有压力变送器19，另一端与中体2相连，溢油路17上设置有溢油阀21控制膜头油腔1油压，旁通路设置有第三电磁阀20控制旁通路18的开闭，在第三电磁阀20远离油腔的方向设置第一油流量计22，第一油流量计22示数可以用来判断注油状况，将第一油流量计22设置在第三电磁阀20后，同样使隔膜压缩机工作时油腔内的高压油不会到达第一油流量计22处，从而第一油流量计22无需选用耐高压流量计，节省成本。
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本发明所设计油路系统控制逻辑如图2和图3所示：控制柜上设置有“启动”键和“排油”键。启动压缩机时只需要按下“启动”键并根据实际情况选择“是否注油”，压缩机即可按照设定程序启动进入工作状态。压缩机正常运行阶段，压力变送器19还会对油压进行监测，当油压超限时报警停机。机器拆机维修需要排油时只需按下“排油”键，压缩机即会按照既定程序完成排油。
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启动压缩机时需要根据实际情况判断是否需要注油。若机器刚装配好或长时间未运行，膜头油腔1内没有充足的油量并且存有大量空气，这时需要为膜头油腔1内注油；若短时间内停机后再启动，膜头油腔1内的油只有少量的泄漏，则可以选择不注油直接启动。为膜头油腔1内注油时需打开第一电磁阀12和第三电磁阀20，关闭第二电磁阀15，启动齿轮泵5。齿轮泵5从曲轴箱4油池吸油，泵出的油依次经过油冷却器6、油过滤器7、注油管路9注入膜头油腔1，因为注油路9与膜头油腔1底部相连，旁通路18与膜头油腔1顶部相连，膜头油腔1内注满油后，油会从旁通路18流进中体再流回曲轴箱4油池。注油过程中液压油形成完整回路并且从膜头油腔1底部注入，从顶部流出，可以保证完全排出油腔内的空气，提高压缩机运行效率。旁通路18上的油流量计22的示数可以用来判断注油状态，当油腔内未注满油时，旁通路18内没有油流过，油流量计22示数为0，当油腔内注满油时，油会从旁通路18流过，油流量计22示数大于0，这时可以判定为“注油完成”。注油完成后关闭电磁阀12、电磁阀
15，断开注油路和排油路，打开电磁阀20，使旁通路处于连通状态。启动预阶段膜头油腔内有足量的液压油，若不打开旁通路相当于压缩机带载启动，会使电机的启动电流非常大，严重时会造成启动失败甚至是损伤电机。启动预运行阶段将油路旁通打开，使膜头油腔1内油压保持常压，机器处于空载状态运行，可以有效减小电机的启动冲击电流，确保启动成功，对电机以及膜片也是一种保护。预运行完成，电机达到正常转速后，关闭电磁阀20，断开旁通路，使溢油阀工作，隔膜压缩机开始进行周期性地补油、溢油并实现对气体的压缩，机器进入工作状态。
[0031]
隔膜压缩机膜片、密封圈等零部件属于易损件，需要定期更换，在更换零部件或检修时需要拆卸膜头。拆卸膜头前需要排出膜头油腔内的液压油，排油时打开电磁阀15、电磁阀20，使排油路和旁通路打开，关闭电磁阀12，断开注油路，启动齿轮泵5，齿轮泵5会从膜头油腔和曲轴箱4油池内抽油，因为膜头油腔比曲轴箱4油池高，所以油腔内的油会很快被抽出。排油时同样要打开旁通路使膜头油腔与中体连通，气体进入油腔，保证油可以被完全排出，当排油路上油流量计23示数为0时判定为“排油完成”，关闭齿轮泵5。
[0032]
本发明可以实现隔膜压缩机油路系统的全自动控制，一键启动，一键排油，简单、安全、可靠性高，并且可以实现开机前排出油腔内所有气体，解决隔膜压缩机油中带有气泡的问题，提高隔膜压缩机的效率，实现隔膜压缩机预运行阶段空载运行，有效减小隔膜压缩机启动时电机冲击电流过大的问题，保证系统安全稳定。
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尽管在上文中参考特定的实施例对本申请进行了描述，但是所属领域技术人员应当理解，在本申请公开的原理和范围内，可以针对本申请公开的配置和细节做出许多修改。本申请的保护范围由所附的权利要求来确定，并且权利要求意在涵盖权利要求中技术特征的等同物文字意义或范围所包含的全部修改。
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需要说明的是，虽然上文按照特定顺序描述了各个步骤，但是并不意味着必须按照上述特定顺序来执行各个步骤，实际上，这些步骤中的一些可以并发执行，甚至改变顺序，只要能够实现所需要的功能即可。
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以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。