專利名稱：用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)。
技術(shù)背景 礦山、隧道等工程施工的氣動力工具需要大量壓縮空氣，其氣動力源通常采用壓縮機(jī)組站的方式。但在實際中常常面臨兩大問題，一是在開挖掘進(jìn)過程中，隨著掘進(jìn)增加，動力設(shè)備電機(jī)離變壓器越來越遠(yuǎn)，線損導(dǎo)致動力設(shè)備無法啟動，高壓須隨變壓器移動進(jìn)洞。特別是洞挖掘進(jìn)，高壓及設(shè)備進(jìn)洞需要較大安裝空間，往往為放置變壓器和壓縮機(jī)等而改變洞型，專門掘挖放置洞穴，從而增加施工成本和危險源。像隧道開挖的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，通常做法是將壓縮機(jī)組安裝在洞外，向洞內(nèi)鋪設(shè)管道送氣，而遠(yuǎn)距離送氣的壓力損耗非常嚴(yán)重，經(jīng)測算，每500米距離要損失0. I兆帕壓力，掘進(jìn)鉆挖設(shè)備對壓縮空氣的靜壓力需求都在0. 6MPa以上，洞型過長，會導(dǎo)致壓縮機(jī)排氣壓力即使調(diào)到額定上限，也無法滿足氣動設(shè)備需要，只能向靠近施工點(diǎn)移動壓縮機(jī)。第二個問題是壓縮空氣的壓力無法調(diào)節(jié)。通常，在工程施工中，隨著掘進(jìn)深度增加，由于氣損嚴(yán)重，提供給用氣終端的掘進(jìn)鉆挖設(shè)備的壓力過低而無法使用，需要增開空壓機(jī)以補(bǔ)充氣量與壓力；而當(dāng)用氣量小時，壓力升高而須經(jīng)過泄壓閥泄放掉，浪費(fèi)十分嚴(yán)重。從以上描述可見，傳統(tǒng)的做法設(shè)備投入大、施工難度高、電能和壓縮氣浪費(fèi)嚴(yán)重。而截止目前，針對隧道工程的這一問題并沒有一套行之有效的辦法，因此有必要改進(jìn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題提供一種用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，采用“動力車+壓縮機(jī)+電源處理系統(tǒng)+恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)”的組合模式，不但可以隨著掘采深度自由方便地跟進(jìn)，解決輸氣管道壓損和數(shù)百個管道連接點(diǎn)可能產(chǎn)生的空氣泄漏問題，也解決了遠(yuǎn)離電源的動力設(shè)備難以啟動的問題，避免了送氣管道鋪設(shè)的材料購進(jìn)和施工麻煩，節(jié)省了增購壓縮機(jī)的額外開支，同時還具有儲氣管道壓力恒定控制的功能，實現(xiàn)了自動控制，節(jié)約了大量的電能，另一方面，本系統(tǒng)采用PLC上位機(jī)集中控制，操作方便、控制靈活、安全性高、技術(shù)水平高。本實用新型采用的技術(shù)方案用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，具有車體，所述車體的車橋底板上并排設(shè)置多條相互連通的儲氣管道，所述儲氣管道上部鋪設(shè)隔板，所述隔板上設(shè)置壓縮機(jī)主機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、冷卻器、油氣分離器、恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)、操作臺、電源處理系統(tǒng)和空濾總成，其中，所述電源處理系統(tǒng)輸出端接恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)輸入端，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)輸出端接驅(qū)動電機(jī)輸入端，所述驅(qū)動電機(jī)輸出軸接壓縮機(jī)主機(jī)從動軸，進(jìn)氣管一端與壓縮機(jī)主機(jī)進(jìn)氣端連接，進(jìn)氣管另一端和空濾總成連接，排氣管一端與壓縮機(jī)主機(jī)出氣端連接，排氣管另一端和油氣分離器連接，所述油氣分離器通過冷卻器與儲氣管進(jìn)口端連接，儲氣管出口端連接用氣設(shè)備進(jìn)一步地，所述車橋底板上并排設(shè)置四條儲氣管道，所述隔板上并排設(shè)置三臺壓縮機(jī)主機(jī)。進(jìn)一步地，所述車體還具有開放式棚架，所述棚架從車橋底板引出六根立柱，所述立柱頂端搭接橫梁和拱形架，立柱側(cè)端安裝警示燈，所述拱形架上面鋪設(shè)拱形護(hù)板。進(jìn)一步地，所述隔板上還設(shè)有用于移動中收放導(dǎo)線的卷線軸。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)I、采用“動力車+壓縮機(jī)+電源處理系統(tǒng)+恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)”的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，解決了工程施工中壓縮機(jī)站自由移動和遠(yuǎn)離電源的壓縮機(jī)啟動問題；2、采用了集中空濾總成技術(shù)，安裝空間小，且過濾效果好；3、通過電源處理系統(tǒng)解決了遠(yuǎn)距離無損送電問題；4、通過恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)解決了壓縮機(jī)軟啟動、無級調(diào)速和過程節(jié)能問題； 5、采用PID恒壓控制方法，使儲氣管道壓力恒定不變；6、采用集中控制，數(shù)字顯示，數(shù)字和模擬雙通道操作；7、全部采用弱電控制，電氣安全性高；8、整體節(jié)能效果優(yōu)異，節(jié)電率可達(dá)30 %以上。

圖I為本實用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖I描述本實用新型的一種實施例。用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，具有特制車體1，所述特制車體I的車橋底板為特制底板，其上面并排放置作為儲氣用的四根直徑為500_的組合儲氣管道2，所述組合儲氣管道2上部鋪設(shè)作業(yè)隔板15，所述車體I的車橋底板上并排設(shè)置多條儲氣管道2，所述儲氣管道2上部鋪設(shè)隔板15，所述隔板15上設(shè)置壓縮機(jī)主機(jī)9、驅(qū)動電機(jī)6、冷卻器11、油氣分離器13、恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14、操作臺16、電源處理系統(tǒng)17和空濾總成8，其中，所述電源處理系統(tǒng)17輸出端接恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14輸入端，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14輸出端接驅(qū)動電機(jī)6輸入端，所述驅(qū)動電機(jī)6輸出端接壓縮機(jī)主機(jī)9輸入端，進(jìn)氣管10 —端與壓縮機(jī)主機(jī)9進(jìn)氣端連接，進(jìn)氣管10另一端和空濾總成8連接，排氣管12 —端與壓縮機(jī)主機(jī)9出氣端連接，排氣管12另一端和油氣分離器13連接，所述油氣分離器13通過冷卻器11與儲氣管2進(jìn)口端連接，儲氣管2出口端連接相關(guān)設(shè)備。所述特制車體I還具有開放式棚架，其底板引出六根立柱5 ;所述立柱5頂端搭接橫梁18和拱形架19，側(cè)端安裝警示燈3，所述拱形架19上面鋪設(shè)拱形護(hù)板7 ;卷線軸4用于移動中收放導(dǎo)線。本實用新型的技術(shù)要點(diǎn)在于，可對多臺(兩臺、三臺或更多)壓縮機(jī)進(jìn)行集中控制，操作臺16作為上位機(jī)控制裝置，與多臺恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令交換，完成對恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)的控制操作。操作臺16具有運(yùn)行狀態(tài)實時數(shù)據(jù)顯示、系統(tǒng)參數(shù)自由設(shè)定、運(yùn)行參數(shù)加密、狀態(tài)指示、故障報警、自動方式/手動方式切換及啟停操作功能。本實用新型的技術(shù)要點(diǎn)還在于，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14可將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流電，從而驅(qū)動壓縮機(jī)電機(jī)及其他電機(jī)負(fù)載，該恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)具有變頻器的一切優(yōu)點(diǎn)，并可通過內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器對儲氣管道的壓力進(jìn)行跟蹤，實現(xiàn)動態(tài)壓力調(diào)節(jié)和恒壓控制。另外，該恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)還具有諸如過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)、缺相保護(hù)、母線擾動保護(hù)等豐富的保護(hù)功能。本實用新型的技術(shù)要點(diǎn)還在于，所述電源處理系統(tǒng)17用于將三相交流電整流成直流，并對其直流電進(jìn)行控制。另外，該電源處理系統(tǒng)還具有上電緩沖、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過載保護(hù)、強(qiáng)制冷卻等功能。本實用新型的技術(shù)要點(diǎn)還在于，空濾總成8用于為多臺(兩臺、三臺或者更多)壓縮機(jī)提供凈化空氣，并具有過濾程度高、空氣品質(zhì)好和安裝方便的優(yōu)點(diǎn)。本實用新型的輸入電源為市電三相380VAC，直接送給位于變壓器側(cè)的電源處理系統(tǒng)17，電源處理系統(tǒng)17輸出的直流電經(jīng)過遠(yuǎn)距離(最長可達(dá)10公里無損耗)輸電線送給車載遠(yuǎn)距離變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)的恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)可將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相交流電，用來驅(qū)動驅(qū)動電機(jī)6，同時為操作臺16提供工作電源。驅(qū)動電機(jī)6帶動壓縮機(jī)主機(jī)9工作，將經(jīng)過空濾總成8送入的空氣壓縮后送入油氣分離器13，油氣分離器13將分離出的油送入回油管道，經(jīng)過冷卻器11后回流到壓縮機(jī)主機(jī)9 ;經(jīng)過油氣分離器13后 的壓縮空氣通過排氣管12送入儲氣管2。儲氣管2是由四根直徑為500_的無縫鋼管并聯(lián)而成，容積可達(dá)3立方以上，能滿足實際使用要求。儲氣管2裝有安全閥和閘閥，用于極限保護(hù)和向用氣設(shè)備供氣。儲氣管道2上還裝有壓力傳感器，實時檢測管道內(nèi)壓縮空氣的壓力，壓力信號送給恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)14中的PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。當(dāng)實測壓力低于設(shè)定值時，壓縮機(jī)電機(jī)6加速，增大壓縮量，補(bǔ)充壓力；當(dāng)實測壓力高于設(shè)定壓力，壓縮機(jī)電機(jī)6減速，降低壓縮量，維持壓力恒定。整套系統(tǒng)隨著掘采深度增加而自由向前移動，不需要鋪設(shè)送氣管道，更不存在氣量損失。系統(tǒng)操作在操作臺16上進(jìn)行，通過操作臺16，可實現(xiàn)對多臺壓縮機(jī)(亦即恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)15)的控制，既可以單臺獨(dú)立操作，也可以聯(lián)動操作。操作臺16安裝在車廂下部，便于在車下操作。操作臺16除了操作控制外，還具有狀態(tài)指示和數(shù)字顯示，實時顯示儲氣管道壓力、電機(jī)電流、壓縮機(jī)主機(jī)溫度、故障保護(hù)信息等，還可進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定和運(yùn)行參數(shù)保護(hù)。在本系統(tǒng)中，電源處理系統(tǒng)17和整套車載系統(tǒng)是分離的，安裝在電源變壓器側(cè)，與整套車載系統(tǒng)之間用兩根電力電纜線連接。為了方便電纜線的攜帶和收放，系統(tǒng)還設(shè)計了專用的卷線軸4。當(dāng)車載系統(tǒng)移動時，可以隨之轉(zhuǎn)動卷線軸釋放電纜；當(dāng)轉(zhuǎn)移工地時，卷線軸4可作為電纜儲存架。本實用新型另一個優(yōu)勢在于使用成本低、操作控制靈活方便。其所用的電線可以反復(fù)使用，尤其是轉(zhuǎn)移工地時，以其體積小、重量輕、移動自用方便的特點(diǎn)，大大降低管理費(fèi)用和使用成本；而且，相對于傳統(tǒng)的一次性使用的輸氣管道，該系統(tǒng)有更明顯的優(yōu)勢。另一方面，整套系統(tǒng)供氣始終跟著工作面推進(jìn)，而且配合PLC及PID，使壓縮機(jī)工作在最佳狀態(tài)，使系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能效果。本實用新型移動性好、電氣安全性高、操作使用方便、可靠性和穩(wěn)定性好、節(jié)能效果顯著，作為用于隧道工程的移動式壓縮機(jī)站，具有技術(shù)先進(jìn)性和市場前瞻性的雙重優(yōu)勢。上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，并非用來限制本實用新型實施范圍，故凡以本實用新型權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本實用新型權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，具有車體(I)，其特征在于所述車體(I)的車橋底板上并排設(shè)置多條相互連通的儲氣管道(2)，所述儲氣管道(2)上部鋪設(shè)隔板(15)，所述隔板(15)上設(shè)置壓縮機(jī)主機(jī)(9)、驅(qū)動電機(jī)(6)、冷卻器(11)、油氣分離器(13)、恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)(14)、操作臺(16)、電源處理系統(tǒng)(17)和空濾總成(8)，其中，所述電源處理系統(tǒng)(17)輸出端接恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)(14)輸入端，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)(14)輸出端接驅(qū)動電機(jī)(6)輸入端，所述驅(qū)動電機(jī)(6)輸出軸接壓縮機(jī)主機(jī)(9)從動軸,進(jìn)氣管(10) —端與壓縮機(jī)主機(jī)(9)進(jìn)氣端連接，進(jìn)氣管(10)另一端和空濾總成(8)連接，排氣管(12) —端與壓縮機(jī)主機(jī)(9)出氣端連接，排氣管(12)另一端和油氣分離器(13)連接，所述油氣分離器(13)通過冷卻器(11)與儲氣管(2)進(jìn)ロ端連接，儲氣管(2)出口端連接用氣設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，其特征在于所述車橋底板上并排設(shè)置四條儲氣管道(2)，所述隔板(15)上并排設(shè)置三臺壓縮機(jī)主機(jī)(9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，其特征在于所述車體(I)還具有開放式棚架，所述棚架從車橋底板引出六根立柱(5)，所述立柱(5)頂端搭接橫梁(18)和拱形架(19)，立柱(5)側(cè)端安裝警示燈(3)，所述拱形架(19)上面鋪設(shè)拱形護(hù)板(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，其特征在于所述隔板(15)上還設(shè)有用于移動中收放導(dǎo)線的卷線軸(4)。
專利摘要提供一種用于隧道工程的車載遠(yuǎn)離電源變頻壓縮機(jī)站系統(tǒng)，具有車體，所述車體的車橋底板上并排設(shè)置多條相互連通儲氣管道，所述儲氣管道上部鋪設(shè)隔板，所述隔板上設(shè)置壓縮機(jī)主機(jī)、驅(qū)動電機(jī)、冷卻器、油氣分離器、恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)、操作臺、電源處理系統(tǒng)和空濾總成，其中，所述電源處理系統(tǒng)輸出端接恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)輸入端，恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)輸出端接驅(qū)動電機(jī)輸入端，所述驅(qū)動電機(jī)輸出軸接壓縮機(jī)主機(jī)從動軸，進(jìn)氣管一端與壓縮機(jī)主機(jī)進(jìn)氣端連接，進(jìn)氣管另一端和空濾總成連接，排氣管一端與壓縮機(jī)主機(jī)出氣端連接，排氣管另一端和油氣分離器連接，所述油氣分離器通過冷卻器與儲氣管進(jìn)口端連接，儲氣管出口端連接用氣設(shè)備。本實用新型采用“動力車+壓縮機(jī)+電源處理系統(tǒng)+恢復(fù)驅(qū)動系統(tǒng)”的組合模式，不但可以方便自由地移動位置、解決了遠(yuǎn)離電源壓縮機(jī)啟動問題，而且大大降低了使用成本、增加了電氣安全性，還最大限度地節(jié)約了電能。
文檔編號B60P3/00GK202510314SQ20122009467
公開日2012年10月31日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉安才, 劉雨溪, 張勇, 張建勤, 張建雄, 張雄兵, 汪宏, 王國剛, 邱海雄 申請人:陜西關(guān)中壓縮機(jī)制造有限公司