【壓縮機(jī)網(wǎng)】1、引言

　　空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)，一直以來都是壓縮機(jī)設(shè)計工作者高度關(guān)注的課題。筆者對于空氣壓縮機(jī)在運(yùn)行中壓力失控而產(chǎn)生的事故記憶猶新，也刻骨銘心。因此，在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的改進(jìn)和變革中，一直以來都高度關(guān)注，對各種監(jiān)視和控制系統(tǒng)的實際運(yùn)行潛心研究。并細(xì)心琢磨各類系統(tǒng)的優(yōu)勢和缺陷，有針對性的進(jìn)行結(jié)果和效益對比，提出最佳方案，力爭空氣壓縮機(jī)的監(jiān)視和控制系統(tǒng)水平達(dá)到更優(yōu)的高度。

　　本文的目的就是在以反比例閥為核心器件的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，將其對比優(yōu)勢和效益進(jìn)行理論分析。作為新型產(chǎn)品應(yīng)用的論理文章，向業(yè)界推廣。

　　2、正文

　　在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)中，其改進(jìn)道路永無止境，正所謂沒有最好，只有更好。幾十年來，在空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中，壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)的核心器件，基本上都使用的是彈簧式壓力控制器。雖然壓力控制器的型式有許多種類，但這類壓力控制器的原理并沒有多大的改變。（如圖1所示）即：壓力控制器的輸入端從空氣壓縮機(jī)的儲能容器中引入壓縮氣體信號，這個信號作用在柱塞腔內(nèi)的柱塞上，而柱塞的另一端由可調(diào)整彈簧力的彈簧作用，柱塞在柱塞腔內(nèi)往復(fù)移動。其柱塞在柱塞腔內(nèi)的位置由壓縮氣體力和彈簧力的比較結(jié)果確定。壓力控制器上還有電氣系統(tǒng)的動靜觸頭，靜觸頭固定在壓力控制器的本體上，而動觸頭隨柱塞移動。當(dāng)空氣壓縮機(jī)的工作壓力達(dá)到了彈簧的預(yù)緊力之后，柱塞將壓縮彈簧。與柱塞一同運(yùn)行的動觸頭，將與壓力控制器本體上的靜觸頭碰觸而接通電氣信號。電氣系統(tǒng)接收到此信號后將切斷壓縮機(jī)主電機(jī)的電源（小功率壓縮機(jī)）或控制壓縮機(jī)的進(jìn)氣口關(guān)閉（大功率壓縮機(jī)），使空氣壓縮機(jī)進(jìn)入安全運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)壓力下降到某一限定值后，壓力控制器的柱塞彈簧將柱塞推動，電氣動靜觸頭分離，電氣系統(tǒng)又恢復(fù)原來的狀況，空氣壓縮機(jī)重新進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，以此完成一個工作循環(huán)，達(dá)到對壓力的有效控制。

　　從以上敘述中，我們看到以壓力控制器為核心器件的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)，對壓縮機(jī)的壓力控制是有效的。因此，這個系統(tǒng)在壓縮機(jī)的運(yùn)行上服務(wù)了幾十年。

　　但問題是：空氣壓縮機(jī)在正常的運(yùn)行中，負(fù)荷和卸荷是循環(huán)往復(fù)交替進(jìn)行的。在大多數(shù)工作條件下，其工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換次數(shù)是非常頻繁的。由于壓力控制器柱塞和彈簧的慣性力都比較大，而工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換又極其頻繁。因此，壓力控制器的使用壽命都比較短，故障率在空氣壓縮機(jī)的所有零部件中，也是居高不下。彈簧式壓力控制器的器件雖小，但作用卻不可忽視，特別是在空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行中失效，則可能產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。因此，改進(jìn)空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)一直是空氣壓縮機(jī)的設(shè)計工作者們孜孜不倦的研究課題。

　　最近幾年，空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制應(yīng)用領(lǐng)域，反比例閥作為壓力監(jiān)視和控制的核心器件的應(yīng)用開始展露頭角，反比例閥的最大優(yōu)勢就是針對彈簧式壓力控制器的缺陷，給予正面覆蓋。

　　如圖2所示，反比例閥僅一個信號輸入端和一個信號輸出端，它的顯著特性就是：輸入信號與輸出信號呈現(xiàn)反向比例，即輸入信號較弱時，輸出信號較強(qiáng)；而當(dāng)輸入信號逐漸增強(qiáng)時，其輸出信號卻慢慢減弱，直至消失。反比例閥上有調(diào)整旋紐，可調(diào)整輸出信號消失時的壓力值。

　　如圖3剖視圖所示，反比例的這個特性，在空氣壓縮機(jī)的壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)上的應(yīng)用非常適宜，主要優(yōu)異在于：

　　反比例閥在空氣壓縮機(jī)的壓力控制全過程中，氣體壓力對閥芯的推動始終受到對抗彈簧力的阻止。氣體壓力增加，閥芯受到的彈簧阻力也在增加，因此閥芯運(yùn)行非常平緩，沒有慣性力的作用。

　　當(dāng)空氣壓縮機(jī)初始起動時，氣體壓力較低，輸入信號較弱，但由于此時反比例閥內(nèi)的輸出通道面積最大，因此有較強(qiáng)的信號輸出給空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣閥的控制氣缸，可在較短時間內(nèi)打開進(jìn)氣閥，促使空氣壓縮機(jī)迅速進(jìn)入全負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。

　　當(dāng)空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)壓力逐漸升高時，反比例閥內(nèi)的閥芯在氣體壓力的作用下，逐漸移動并縮小通往輸出的出口，直至閥芯關(guān)閉輸出通道，使進(jìn)氣閥的控制氣缸失去推動力而關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的進(jìn)氣閥，壓縮機(jī)進(jìn)入卸荷狀態(tài)。

　　由于反比例閥上有調(diào)整旋紐，控制壓力范圍有一定的調(diào)整空間，實現(xiàn)無級氣量調(diào)節(jié)功能，使用起來非常便利。

　　3、結(jié)論

　　機(jī)器設(shè)計制造的一個重要環(huán)節(jié)是保證機(jī)器設(shè)備的安全運(yùn)行，對于動力類機(jī)器設(shè)備運(yùn)行過程中監(jiān)視和控制環(huán)節(jié)更加重要，因為這類機(jī)器設(shè)備是為其它工程施工提供動力能量的。因此，這類機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)安全保障事故，其破壞能力巨大，空氣壓縮機(jī)就屬于動力機(jī)器設(shè)備。

　　本文涉及的問題，是對動力類機(jī)器設(shè)備的氣體壓力進(jìn)行監(jiān)視和控制時，對安全保障系統(tǒng)進(jìn)行性能有效升級、優(yōu)化的技術(shù)性課題。本文對反比列閥進(jìn)行的概括性論述，以及將其在壓力監(jiān)視和控制系統(tǒng)上的實際應(yīng)用進(jìn)行評價，從而獲得的實際應(yīng)用效果顯著，具有推廣的價值。

　　當(dāng)然，技術(shù)改進(jìn)不會止步，更優(yōu)的選擇正在孕育之中。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者簡介

　　南遙(1985-)，本科，工程師，西安交通大學(xué)壓縮機(jī)專業(yè)進(jìn)修。研究方向為螺桿壓縮機(jī)工程技術(shù)，現(xiàn)任職于上海佳力士機(jī)械有限公司。

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