專利名稱：空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及其操作方法，并且更具體地涉及改進(jìn)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的操作效率的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及其操作方法。
背景技術(shù)：
在下面的背景論述中，參考了某些結(jié)構(gòu)和/或方法。然而，以下參考不應(yīng)理解為認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)和/或方法構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。申請(qǐng)人明確地保留證明這樣的結(jié)構(gòu)和/或方法不具有作為現(xiàn)有技術(shù)資格的權(quán)利。
空氣壓縮機(jī)輸送可能執(zhí)行許多有用功能的壓縮空氣源。其中使用空氣壓縮機(jī)的一個(gè)示例是用于鉆鑿裝置。盡管以下解釋限于鉆鑿裝置，但是應(yīng)理解，所公開的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及其操作方法不限于鉆鑿裝置。一些鉆鑿裝置操作如下。鉆柱(該鉆柱為連接在一起的一個(gè)或更多個(gè)鉆管)的鉆頭被旋轉(zhuǎn)，以在地面中即在泥土和/或巖石中鉆孔。為了在鉆孔時(shí)沖洗來自孔的切屑，可使用空氣壓縮機(jī)輸送加壓空氣，加壓空氣通過鉆柱向下連通到鉆頭的前面。切屑被捕捉在從鉆頭來的氣流中并且當(dāng)空氣沿鉆柱的外部向上行進(jìn)時(shí)被帶到表面。加壓空氣還可用于冷卻鉆頭的切削元件。這是壓縮空氣可由鉆鑿裝置使用的一種方式。壓縮空氣還可在沖擊鉆孔中使用，在沖擊鉆孔中，壓縮空氣用于使沖擊活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，沖擊活塞將沖擊吹氣從活塞施加到旋轉(zhuǎn)鉆頭，以提高切削行為?；钊杀辉O(shè)置在鉆頭正上方的地表面下方(即，所謂的潛孔錘)，或可被設(shè)置在鉆孔的表面上方。在許多壓縮空氣應(yīng)用中，由發(fā)動(dòng)機(jī)(例如燃料驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或電驅(qū)動(dòng)馬達(dá))驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)是常見的，發(fā)動(dòng)機(jī)也可驅(qū)動(dòng)其它裝備，比如可用于執(zhí)行以下功能的液壓系統(tǒng)動(dòng)力液壓系統(tǒng)，用于升高和降低鉆柱，經(jīng)由齒輪箱旋轉(zhuǎn)鉆柱，隨著鉆孔前進(jìn)而向鉆柱添加鉆桿，當(dāng)從孔抽出鉆柱時(shí)從鉆柱移除鉆桿，升高和降低鉆鑿井架，升高和降低調(diào)平用千斤頂，以及推進(jìn)鉆鑿裝置(在可移動(dòng)的鉆鑿裝置的情形中)。發(fā)動(dòng)機(jī)還可驅(qū)動(dòng)液壓泵和冷卻系統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇。這樣的鉆機(jī)的壓縮空氣需求與用于沖洗切屑的沖洗空氣的供應(yīng)和/或驅(qū)動(dòng)沖擊工具的沖擊活塞和/或可由鉆鑿裝置使用的其它附件相關(guān)聯(lián)。在鉆鑿裝置的操作期間，可能不需要加壓空氣，比如在增加或移除鉆桿、重新定位鉆架、設(shè)置鉆架、午休時(shí)間期間。盡管在這些時(shí)段期間不需要循環(huán)壓縮空氣來沖洗切屑或使沖擊活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但是可能仍需要驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)和液壓設(shè)備)以便繼續(xù)為液壓設(shè)備提供動(dòng)力。在一些空氣壓縮系統(tǒng)中，空氣壓縮機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的驅(qū)動(dòng)連接使得無論發(fā)動(dòng)機(jī)何時(shí)被驅(qū)動(dòng)，空氣壓縮機(jī)都被驅(qū)動(dòng)，盡管當(dāng)不進(jìn)行鉆孔時(shí)，空氣壓縮機(jī)的連續(xù)操作是不必要的。存在能夠采取的進(jìn)一步減小不必要的能量消耗的某些措施。例如，可在發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間設(shè)置離合器，以在低空氣需求時(shí)段期間卸載壓縮機(jī)，但是這將明顯增加裝備的成本，且在壓縮機(jī)必須頻繁地卸載的情形中離合器將迅速磨損。另外，以頻繁的間隔開啟壓縮機(jī)和關(guān)閉壓縮機(jī)是不經(jīng)濟(jì)的且不實(shí)際的。而且，即使在不需要大量壓縮空氣的時(shí)段期間，可能仍需要較少的量，使得空氣壓縮機(jī)可能必須循環(huán)開和關(guān)，以為了較小的量而保持充分加壓的儲(chǔ)氣罐(來自空氣壓縮機(jī)的加壓空氣可被儲(chǔ)存的位置)。另一可能的能量節(jié)省措施涉及提供用于卸載空氣壓縮機(jī)的變速齒輪傳動(dòng)器，但是傳動(dòng)器是復(fù)雜的且較昂貴，如具有離合器的雙速齒輪傳動(dòng)器一樣。利用變速齒輪傳動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)的馬達(dá)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)可減少，以減小能量消耗。另一可能措施涉及利用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，該液壓馬達(dá)能夠在低壓需求時(shí)段期間容易停止或被減慢。例如，當(dāng)鉆桿被添加到鉆柱時(shí)。然而，這樣的傳動(dòng)器是相對(duì)低效的(許多具有至多80%的效率)，因此在低壓縮空氣消耗時(shí)段期間所實(shí)現(xiàn)的任何能量節(jié)省將可能在高空氣壓縮消耗時(shí)段期間丟失。因此，將希望提供一種采用節(jié)約能量的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)的空氣壓縮系統(tǒng)
發(fā)明內(nèi)容

提供了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；可調(diào)節(jié)的入口閥，該可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量；壓力傳感器，該壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及控制器，該控制器與可調(diào)節(jié)的入口閥和壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，并且控制器被構(gòu)造成基于空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力比較來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求。壓力傳感器可測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力。壓力傳感器可測(cè)量空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的真空度?？刂破骺杀粯?gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的空氣壓力小于預(yù)定的較小量時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的空氣壓力大于預(yù)定的較大量時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成基于儲(chǔ)存信息計(jì)算可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的設(shè)置，以輸送工作空氣需求并將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置?？苫诮邮盏揭韵螺斎雭碛?jì)算工作空氣需求鉆管直徑、鉆頭直徑和用于鉆孔的沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括工作空氣壓力傳感器，該工作空氣壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量所輸送的工作空氣的空氣壓力；其中控制器還被構(gòu)造成與工作空氣壓力傳感器通訊并且被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力與工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥。工作空氣壓力傳感器可位于鉆孔中并且測(cè)量沖洗空氣壓力?？刂破骺杀粯?gòu)造成通過計(jì)算所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行平均值來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，并且如果運(yùn)行平均值小于工作空氣需求多于一個(gè)預(yù)定的較小量，則調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且如果運(yùn)行平均值大于期望的沖洗空氣壓力多于一個(gè)預(yù)定的較大量，則調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成在預(yù)定量的時(shí)間之后基于壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力而停止調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；放泄閥，該放泄閥與接收器連通并被構(gòu)造成當(dāng)放泄閥打開時(shí)釋放接收器的所儲(chǔ)存的壓縮空氣；接收器壓力傳感器，該接收器壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè) 量接收器的空氣壓力；另一單向閥，該另一單向閥被設(shè)置在輔助排放通道中；并且其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，且其中控制器與接收器壓力傳感器通訊，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的接收器壓力超過預(yù)定的最大值時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的接收器壓力下降到預(yù)定的最小值之下時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)不包括設(shè)置在接收器和工作空氣出口閥之間的最小壓力閥。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)；以及RPM傳感器，該RPM傳感器被構(gòu)造成測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM，其中RPM傳感器與控制器通訊；并且其中控制器被構(gòu)造成在起動(dòng)模式期間關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥并打開放泄閥，其中起動(dòng)模式被定義為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)直到發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到RPM的閾值數(shù)的時(shí)候。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括與控制器通訊的鍵；并且其中響應(yīng)于接收到鍵已經(jīng)被關(guān)閉的指示，控制器被構(gòu)造成將可調(diào)節(jié)的入口閥調(diào)節(jié)到關(guān)閉且打開放泄閥?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣，其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口 ；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；排氣泵，該排氣泵具有空氣入口和空氣出口，排氣泵的空氣入口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，以使排氣泵能夠?qū)⒖諝馕隹諝鈮嚎s機(jī)；輔助排放通道，該輔助排放通道在單向閥的下游將排氣泵的空氣出口與主空氣排放通道連通；排氣泵隔離閥，該排氣泵隔離閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和排氣泵的空氣入口之間并且被構(gòu)造成具有關(guān)閉位置和打開位置，該關(guān)閉位置將空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口隔離，在該打開位置中，空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口連通；另一單向閥，該另一單向閥被設(shè)置在輔助排放通道中；并且其中控制器與排氣泵和排氣泵隔離閥通訊，并且其中控制器被構(gòu)造成通過打開排氣泵隔離閥并關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥來卸載空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括第一油管路，該第一油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，該第一油管路被構(gòu)造成使得油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；第二油管路，該第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，該第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及油止擋閥，該油止擋閥被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中，且該油止擋閥被構(gòu)造成當(dāng)空氣壓縮機(jī)的空氣出口處的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下時(shí)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。第一油管路可被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的軸承潤(rùn)滑管路并且第二油管路被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的冷卻管路。公開了控制空氣壓縮機(jī)的方法。該方法包括響應(yīng)于工作空氣被接通，測(cè)量工作空氣壓力，以及基于測(cè)量到的工作空氣壓力調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口的開度，可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的入口的空氣的量；并且響應(yīng)于工作空氣被斷開，測(cè)量接收器空氣壓力，并基于測(cè)量到的接收器空氣壓力調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口的開度，接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣。方法可包括響應(yīng)于接收工作空氣需求，基于工作空氣需求計(jì)算空氣壓縮機(jī)的空氣入口的設(shè)置，并且利用所計(jì)算的設(shè)置調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的空氣入口。 方法可包括響應(yīng)于接收工作空氣需求，基于工作空氣需求計(jì)算空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力，測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力，基于所計(jì)算的空氣壓力和測(cè)量到的空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的空氣入口。公開了控制空氣壓縮機(jī)的方法。該方法可包括接收工作空氣需求；計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；當(dāng)空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；以及當(dāng)空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的入口的空氣的量。測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力可包括測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，其中測(cè)量到的壓力為空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力。方法可包括測(cè)量所輸送的工作空氣壓力；計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值；比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求；當(dāng)工作空氣需求大于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較大量時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；以及當(dāng)工作空氣需求小于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較小量時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。方法可包括按如下重復(fù)該方法在過去預(yù)定量的時(shí)間之前，回到開始測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力的步驟；以及在過去預(yù)定量的時(shí)間之后，回到開始測(cè)量所輸送的工作空氣壓力的步驟。方法可包括計(jì)算空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口的設(shè)置，以輸送工作空氣需求；以及將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。方法可包括響應(yīng)接收到不再需要工作空氣需求的指示，基于接收器壓力而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，其中接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣。方法可包括測(cè)量接收器的空氣壓力，其中接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣；比較接收器的測(cè)量到的空氣壓力與最大值和最小值；當(dāng)接收器的測(cè)量到的空氣壓力大于最大值時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；并且當(dāng)接收器的測(cè)量到的空氣壓力小于最小值時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。
公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口；可調(diào)節(jié)的入口閥，該可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣，其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口 ；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；排氣泵，該排氣泵具有空氣入口和空氣出口，該排氣泵的空氣入口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，以使得排氣泵能夠?qū)⒖諝馕隹諝鈮嚎s機(jī)；輔助排放通道，該輔助排放通道在單向閥的下游將排氣泵的空氣出口與主空氣排放通道連通；排氣泵隔離閥，該排氣泵隔離閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和排氣泵的空氣入口之間并被構(gòu)造成具有關(guān)閉位置和打開位置，該關(guān)閉位置將空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口隔離，在該打開位置中，空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口連通；另一單向閥，該另一單向閥被設(shè)置在輔助排放通道中；第一油管路，該第一油管 路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第一油管路被構(gòu)造成使油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；第二油管路，該第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及油止擋閥，該油止擋閥被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中，且該油止擋閥被構(gòu)造成當(dāng)在空氣壓縮機(jī)的空氣出口處的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下時(shí)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。第一油管路可被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的軸承潤(rùn)滑管路并且第二油管路被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的冷卻管路。控制器可與排氣泵和排氣泵隔離閥連通，并且其中控制器被構(gòu)造成通過打開排氣泵隔離閥、關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥并開啟排氣泵來卸載空氣壓縮機(jī)。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口；可調(diào)節(jié)的入口閥，該可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量；工作空氣壓力傳感器，該工作空氣壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量所輸送的工作空氣的空氣壓力；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及控制器，該控制器與可調(diào)節(jié)的入口閥和工作空氣壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，且控制器被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力與工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥。控制器可被構(gòu)造成通過計(jì)算所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行平均值來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，并且如果運(yùn)行平均值小于工作空氣需求多于一個(gè)預(yù)定的較小量，則調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且如果運(yùn)行平均值大于期望的沖洗空氣壓力多于一個(gè)預(yù)定的較大量，則調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力小于預(yù)定的較小量時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力大于預(yù)定的較大量時(shí)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破鬟€可被構(gòu)造成基于存儲(chǔ)信息計(jì)算可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的設(shè)置，以輸送工作空氣需求，并且被構(gòu)造成將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。可基于接收到以下輸入來計(jì)算工作空氣需求鉆管直徑、鉆頭直徑和用于鉆孔的沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度。
工作空氣壓力傳感器可位于鉆孔中且測(cè)量沖洗空氣壓力。公開了控制空氣壓縮機(jī)的方法?？刂瓶諝鈮嚎s機(jī)的方法包括接收工作空氣需求；調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口 ；測(cè)量所輸送的工作空氣壓力；比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求；當(dāng)工作空氣需求大于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較大量時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；并且當(dāng)工作空氣需求小于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。方法可包括計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值；比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求；當(dāng)工作空氣需求大于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較大量時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；以及當(dāng)工作空氣需求小于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較小量時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。方法可包括計(jì)算空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口的設(shè)置，以輸送工作空氣需求；以及將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。方法可包括計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；當(dāng)空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量時(shí)，則減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；以及當(dāng)空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力預(yù)定的較小量時(shí)，則增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的入口的空氣的量。測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力可包括測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，其中測(cè)量到的壓力為空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；壓力傳感器，該壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及控制器，該控制器與輸出控制和壓力傳感器通訊，其中該控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，且控制器被構(gòu)造成基于空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力的比較來調(diào)節(jié)輸出控制，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求。
控制器可被構(gòu)造成通過以下中的至少一項(xiàng)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和調(diào)節(jié)離合器控制。壓力傳感器可測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力。壓力傳感器可測(cè)量空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的真空度。控制器可被構(gòu)造 成當(dāng)測(cè)量到的空氣壓力小于預(yù)定的較小量時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的空氣壓力大于預(yù)定的較大量時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破鬟€可被構(gòu)造成基于存儲(chǔ)信息計(jì)算輸出控制的設(shè)置，以輸送工作空氣需求，并且被構(gòu)造成將輸出控制調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。可基于接收到以下輸入來計(jì)算工作空氣需求鉆管直徑、鉆頭直徑和用于鉆孔的沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括工作空氣壓力傳感器，該工作空氣壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量所輸送的工作空氣的空氣壓力；其中控制器還被構(gòu)造成與工作空氣壓力傳感器通訊并且被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力與工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)輸出控制。工作空氣壓力傳感器可位于鉆孔中且測(cè)量沖洗空氣壓力?？刂破骺杀粯?gòu)造成通過計(jì)算所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行平均值來調(diào)節(jié)輸出控制，并且如果運(yùn)行平均值小于工作空氣需求多于一個(gè)預(yù)定的較小量，則調(diào)節(jié)輸出控制，以增加由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量，并且如果運(yùn)行平均值大于期望的沖洗空氣壓力多于一個(gè)預(yù)定的較大量，則調(diào)節(jié)輸出控制，以減小由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成在預(yù)定量的時(shí)間之后基于壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力而停止調(diào)節(jié)輸出控制?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣；主空氣排放通道，該主空氣排放通道被連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口 ；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；放泄閥，該放泄閥與接收器連通并被構(gòu)造成當(dāng)放泄閥打開時(shí)釋放接收器的所儲(chǔ)存的壓縮空氣；接收器壓力傳感器，該接收器壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量接收器的空氣壓力；另一單向閥，該另一單向閥被設(shè)置在輔助排放通道中；并且其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，并且其中控制器與接收器壓力傳感器通訊，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的接收器壓力超過預(yù)定的最大值時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以減小由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)測(cè)量到的接收器壓力下降到預(yù)定的最小值之下時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以增加由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)不包括被設(shè)置在接收器和工作空氣出口閥之間的最小壓力閥?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM);以及RPM傳感器，該RPM傳感器被構(gòu)造成測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM，其中RPM傳感器與控制器通訊；并且其中控制器被構(gòu)造成在起動(dòng)模式期間關(guān)閉輸出控制并打開放泄閥，其中起動(dòng)模式被定義為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)直到發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到RPM的閾值數(shù)的時(shí)候?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括與控制器通訊的鍵；并且其中響應(yīng)于接收到鍵已經(jīng)被關(guān)閉的指示，控制器被構(gòu)造成將輸出控制調(diào)節(jié)到關(guān)閉，因此空氣壓縮機(jī)不產(chǎn)生壓縮空氣，且打開放泄閥。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣，其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口 ；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；排氣泵，該排氣泵具有空氣入口和空氣出口，排氣泵的空氣入口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，以使得排氣泵能夠?qū)⒖諝馕隹諝鈮嚎s機(jī)；輔助排放通道，該輔助排放通道從單向閥的下游將排氣泵的空氣出口與主空氣排放通道連通；排氣泵隔離閥，該排氣泵隔離閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和排氣泵的空氣入口之間并被構(gòu)造成具有關(guān)閉位置和打開位置，該關(guān)閉位置將空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口隔離，在該打開位置中，空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口連通；另一單向閥，該另一單向閥 被設(shè)置在輔助排放通道中；并且其中控制器與排氣泵和排氣泵隔離閥通訊，且其中控制器被構(gòu)造成通過打開排氣泵隔離閥并關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥來卸載空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)可包括第一油管路，該第一油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第一油管路被構(gòu)造成使得油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；第二油管路，該第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及油止擋閥，該油止擋閥被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中，該油止擋閥被構(gòu)造成當(dāng)空氣壓縮機(jī)的空氣出口處的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下時(shí)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。第一油管路可被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的軸承潤(rùn)滑管路并且第二油管路被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的冷卻管路?？刂破鬟€可被構(gòu)造成基于鉆頭的深度調(diào)節(jié)工作空氣需求，其中從以下中的至少一項(xiàng)接收鉆頭的深度被構(gòu)造成測(cè)量鉆頭在鉆孔中的深度的深度傳感器，或被構(gòu)造成接收鉆頭的深度的指示的輸入設(shè)備?？刂破鬟€可被構(gòu)造成減小工作空氣需求持續(xù)以下中的至少一項(xiàng)地短時(shí)間段或短鉆孔距離。控制器還可被構(gòu)造成如果工作空氣出口閥打開則調(diào)節(jié)輸出控制，以在工作空氣出口閥處維持最小壓力。公開了控制空氣壓縮機(jī)的方法。該方法包括響應(yīng)于工作空氣被接通，測(cè)量工作空氣壓力，并且基于測(cè)量到的工作空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制；以及響應(yīng)于工作空氣被斷開，測(cè)量接收器空氣壓力，并且基于測(cè)量到的接收器空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制，接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣?；跍y(cè)量到的工作空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制可包括基于測(cè)量到的工作空氣壓力調(diào)節(jié)以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的閥入口的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和離合器控制；并且其中基于測(cè)量到的接收器空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制包括基于測(cè)量到的接收器空氣壓力調(diào)節(jié)以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和離合器控制，接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣。方法可包括響應(yīng)于接收工作空氣需求，基于工作空氣需求計(jì)算空氣壓縮機(jī)的輸出控制的設(shè)置，并且利用所計(jì)算的設(shè)置調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。方法可包括響應(yīng)于接收工作空氣需求，基于工作空氣需求計(jì)算空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力，測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣壓力，基于所計(jì)算的空氣壓力和測(cè)量到的空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。測(cè)量工作空氣壓力可包括通過確定工作空氣壓力的運(yùn)行平均值測(cè)量工作空氣壓力。方法可包括基于鉆頭的深度調(diào)節(jié)工作空氣需求?？刂瓶諝鈮嚎s機(jī)的方法。該方法包括接收工作空氣需求；計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；比較空氣壓縮 機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，則減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制；以及如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量，則增加空氣壓縮機(jī)的輸出控制。減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制可包括以下中的至少一項(xiàng)減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、降低發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM以及減小離合器控制，并且其中增加空氣壓縮機(jī)的輸出控制包括以下中的至少一項(xiàng)增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、增加發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和增加離合器控制。測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力可包括測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，其中測(cè)量到的壓力為空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力。方法可包括測(cè)量所輸送的工作空氣壓力；計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值；比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求；如果工作空氣需求大于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較大量，則增加輸出控制；以及如果工作空氣需求小于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則減小輸出控制。方法可包括按如下重復(fù)該方法在過去預(yù)定量的時(shí)間之前，回到開始測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力的步驟；以及在過去預(yù)定量的時(shí)間之后，回到開始測(cè)量所輸送的工作空氣壓力的步驟。方法可包括計(jì)算輸出控制的設(shè)置，以輸送工作空氣需求；以及將輸出控制調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。方法可包括響應(yīng)接收到不再需要工作空氣需求的指示，基于接收器壓力調(diào)節(jié)輸出控制，其中接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣。方法可包括測(cè)量接收器的空氣壓力，其中接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存來自空氣壓縮機(jī)的壓縮空氣；比較接收器的測(cè)量到的空氣壓力與最大值和最小值；當(dāng)接收器的測(cè)量到的空氣壓力大于最大值時(shí)，則減小輸出控制；并且當(dāng)接收器的測(cè)量到的空氣壓力小于最小值時(shí)，則增加輸出控制。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力較大可包括如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量以及空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于對(duì)于最小工作空氣壓力而言的最小壓力，則減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制。方法可包括基于鉆頭的深度增加工作空氣需求。
方法可包括減少工作空氣需求持續(xù)以下中的至少一項(xiàng)短時(shí)間段或短鉆孔距離。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣，其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口 ；第一油管路，該第一油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第一油管路被構(gòu)造成使油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；第二油管路，該第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且該第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及油止擋閥，該油止擋閥被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二 油管路中，且油止擋閥被構(gòu)造成關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。油止擋閥可被構(gòu)造成當(dāng)空氣壓縮機(jī)的空氣出口處的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下時(shí)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。油止擋閥可被構(gòu)造成基于接收來自控制器的信號(hào)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；排氣泵，該排氣泵具有空氣入口和空氣出口，排氣泵的空氣入口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，以使得排氣泵能夠?qū)⒖諝馕隹諝鈮嚎s機(jī)；輔助排放通道，該輔助排放通道從單向閥的下游將排氣泵的空氣出口與主空氣排放通道連通；排氣泵隔離閥，該排氣泵隔離閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和排氣泵的空氣入口之間并被構(gòu)造成具有關(guān)閉位置和打開位置，該關(guān)閉位置將空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口隔離，在該打開位置中，空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口連通；以及另一單向閥，該另一單向閥被設(shè)置在輔助排放通道中。第一油管路可被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的軸承潤(rùn)滑管路并且第二油管路被構(gòu)造成將油供應(yīng)到空氣壓縮機(jī)的冷卻管路?？刂破骺膳c排氣泵和排氣泵隔離閥通訊，且其中控制器可被構(gòu)造成通過打開排氣泵隔離閥、關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥并開啟排氣泵來卸載空氣壓縮機(jī)。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；工作空氣壓力傳感器，該工作空氣壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量所輸送的工作空氣的空氣壓力；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及控制器，該控制器與可調(diào)節(jié)的入口閥和工作空氣壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，且被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力與工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)輸出控制。
控制器可被構(gòu)造成通過以下中的至少一項(xiàng)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和調(diào)節(jié)離合器控制。控制器可被構(gòu)造成通過計(jì)算所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行平均值來調(diào)節(jié)輸出控制，并且如果運(yùn)行平均值小于工作空氣需求多于一個(gè)預(yù)定的較小量，則調(diào)節(jié)輸出控制，以增加到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口空氣的量，并且如果運(yùn)行平均值大于期望的沖洗空氣壓力多于一個(gè)預(yù)定的較大量，則調(diào)節(jié)輸出控制，以減小到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力小于預(yù)定的較小量時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以增加由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量，并且控制器被構(gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力大于預(yù)定的較大量時(shí)調(diào)節(jié)輸出控制，以減小由空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量?？刂破骺杀粯?gòu)造成基于存儲(chǔ)信息計(jì)算輸出控制的設(shè)置，以輸送工作空氣需求，并且被構(gòu)造成將輸出控制調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。 可基于接收以下輸入來計(jì)算工作空氣需求鉆管直徑、鉆頭直徑和用于鉆孔的沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度。工作空氣壓力傳感器可位于鉆孔中且測(cè)量沖洗空氣壓力?？刂破鬟€可被構(gòu)造成基于鉆頭的深度調(diào)節(jié)工作空氣需求，其中從以下中的至少一項(xiàng)接收鉆頭的深度被構(gòu)造成測(cè)量鉆頭在鉆孔中的深度的深度傳感器，或被構(gòu)造成接收鉆頭的深度的指示的輸入設(shè)備。控制器可被構(gòu)造成減小工作空氣需求持續(xù)以下中的至少一項(xiàng)短時(shí)間段或短鉆孔距離?？刂破骺杀粯?gòu)造成如果工作空氣出口閥打開，則調(diào)節(jié)輸出控制，以維持對(duì)于輸送的工作空氣出口閥而言的最小壓力。公開了控制空氣壓縮機(jī)的方法。該方法包括接收工作空氣需求；調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制；測(cè)量所輸送的工作空氣壓力；比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求；如果工作空氣需求大于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第一預(yù)定的較大量，則增加空氣壓縮機(jī)的輸出控制；并且如果工作空氣需求小于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制?？諝鈮嚎s機(jī)的輸出控制可包括增加以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM以及離合器控制；并且其中減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制包括減小以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和離合器控制。方法可包括計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值；比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求；如果工作空氣需求大于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較大量，則減小輸出控制；以及如果工作空氣需求小于所計(jì)算的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則增加輸出控制。方法可包括計(jì)算空氣壓縮機(jī)的輸出控制的設(shè)置，以輸送工作空氣需求；以及將輸出控制調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置。方法可包括計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，則減小輸出控制；以及如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量，則增加輸出控制。
測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力可包括測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，其中測(cè)量到的壓力為空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力。公開了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括第一組代碼，該第一組代碼用于使計(jì)算機(jī)計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；第二組代碼，該第二組代碼用于使計(jì)算機(jī)測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；第三組代碼，該第三組代碼用于使計(jì)算機(jī)比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；第四組代碼，該第四組代碼用于在空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量時(shí)使計(jì)算機(jī)減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度；第四組代碼，該第四組代碼用于在空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量時(shí)使計(jì)算機(jī)增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，其中可調(diào)節(jié)的入口閥被構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的入口的空氣的量。一種用于空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件，所述空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)包括空氣入口和空氣出口，空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；所述空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件，該空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件包括控制器，該控制器可構(gòu)造成與用于控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量的輸出控制以及壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，并且控制器被構(gòu)造成基于空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力的比較來調(diào)節(jié)輸出控制，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求。輸出控制為可構(gòu)造成控制到達(dá)空氣壓縮機(jī)的空氣入口的空氣的量的可調(diào)節(jié)的入口閥；并且空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件還可包括可構(gòu)造成測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力的壓力傳感器。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件?？諝鈮嚎s機(jī)升級(jí)套件包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，該空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口；輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮機(jī)空氣作為工作空氣輸送；接收器，該接收器具有空氣入口和空氣出口，該接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存壓縮空氣，其中工作空氣出口閥通過接收器的空氣出口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；主空氣排放通道，該主空氣排放通道連接到空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口；單向閥，該單向閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和接收器的空氣入口之間的主空氣排放通道中；所述空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件包括用于構(gòu)造第一油管路的指令，第一油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且第一油管路被構(gòu)造成使油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；用于構(gòu)造第二油管路的指令，第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及油止擋閥，該油止擋閥可構(gòu)造成被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中，且油止擋閥可構(gòu)造成當(dāng)空氣壓縮機(jī)的空氣出口處的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下時(shí)關(guān)閉第二油管路，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。公開了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)中的油的方法。該方法包括打開排氣泵隔離閥，該排氣泵隔離閥被設(shè)置在空氣壓縮機(jī)的空氣出口和排氣泵的空氣入口之間并被構(gòu)造成具有關(guān)閉位置和打開位置，該關(guān)閉位置將空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口隔離，在該打開位置中，空氣壓縮機(jī)的空氣出口與排氣泵的空氣入口連通；利用具有空氣入口和空氣出口的排氣泵將空氣吸出空氣壓縮機(jī)，排氣泵的空氣入口與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通；使油流動(dòng)通過連接到空氣壓縮機(jī)和接收器的第一油管路，第一油管路被構(gòu)造成使得油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；使油流動(dòng)通過連接到空氣壓縮機(jī)和接收器的第二油管路，第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及如果空氣壓縮機(jī)的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下，則關(guān)閉被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中的油止擋閥，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。第一油管路可用于潤(rùn)滑壓縮機(jī)且第二管路用于冷卻壓縮機(jī)。
公開了鉆鑿裝置。鉆鑿裝置可被構(gòu)造成根據(jù)本文公開的至少一種方法控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。公開了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括第一組代碼，該第一組代碼用于使計(jì)算機(jī)計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求；第二組代碼，該第二組代碼用于使計(jì)算機(jī)測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；第三組代碼，該第三組代碼用于使計(jì)算機(jī)比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；第四組代碼，該第四組代碼用于在空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量時(shí)使計(jì)算機(jī)減小輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；以及第四組代碼，該第四組代碼用于在空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量時(shí)使計(jì)算機(jī)增加輸出控制。 公開了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括第一組代碼，該第一組代碼用于使計(jì)算機(jī)響應(yīng)于工作空氣被接通而測(cè)量工作空氣壓力；第二組代碼，該第二組代碼用于使計(jì)算機(jī)基于測(cè)量到的工作空氣壓力調(diào)節(jié)輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；第三組代碼，該第三組代碼用于使計(jì)算機(jī)響應(yīng)于工作空氣被斷開而測(cè)量接收器空氣壓力；以及第四組代碼，該第四組代碼用于測(cè)量接收器空氣壓力并基于測(cè)量到的接收器空氣壓力調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制，接收器被構(gòu)造成儲(chǔ)存由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣。公開了計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括第一組代碼，該第一組代碼用于使計(jì)算機(jī)響應(yīng)于接收到工作空氣需求而調(diào)節(jié)輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；第二組代碼，該第二組代碼用于使計(jì)算機(jī)測(cè)量所輸送的工作空氣壓力；第三組代碼，該第三組代碼用于使計(jì)算機(jī)比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求；第四組代碼，該第四組代碼用于在工作空氣需求大于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較大量時(shí)使計(jì)算機(jī)增加輸出控制；以及第五組代碼，該第五組代碼用于在工作空氣需求小于測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量時(shí)使計(jì)算機(jī)減小輸出控制。
公開了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)中的油的方法。該方法包括使油流動(dòng)通過第一油管路，第一油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且第一油管路被構(gòu)造成使油能夠在第一油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；使油流動(dòng)通過第二油管路，第二油管路連接到空氣壓縮機(jī)和接收器，且第二油管路被構(gòu)造成允許油在第二油管路中從接收器流動(dòng)到空氣壓縮機(jī)；以及如果空氣壓縮的空氣壓力下降到預(yù)定的油打開壓力之下，則關(guān)閉被設(shè)置在接收器和空氣壓縮機(jī)之間的第二油管路中的油止擋閥，使得油不能流動(dòng)通過第二油管路。公開了一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)包括空氣入口和空氣出口，空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的 空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)升級(jí)套件包括控制器，該控制器可構(gòu)造成與用于控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量的輸出控制和壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，且被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力與工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)輸出控制。應(yīng)理解，前述一般描述和以下詳細(xì)描述是示例性的和解釋性的且旨在提供本發(fā)明的要求保護(hù)的進(jìn)一步解釋。


可結(jié)合附圖來閱讀以下詳細(xì)說明，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，且在附圖中圖I是空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的示例。圖2是控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的圖示。圖3是圖I示出的具有卸載空氣壓縮機(jī)的系統(tǒng)的示例和油系統(tǒng)的示例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。圖4示出圖3的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的操作的示例。圖5A示出可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的示例。圖5B示出樞轉(zhuǎn)地附接到鐘形曲柄的線性致動(dòng)器的示例。圖6示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。圖7A和圖7B示出在分別對(duì)于用于支撐鉆鑿裝置的常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)與本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例的空氣接通狀態(tài)和空氣斷開狀態(tài)的實(shí)際試驗(yàn)期間的燃料消耗比較。圖8A和圖SB示出分別對(duì)于用于支撐鉆鑿裝置的常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)與本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例的空氣接通狀態(tài)和空氣斷開狀態(tài)的實(shí)際試驗(yàn)期間的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷比較。圖9是控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的圖示。圖10示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。
具體實(shí)施例方式因此，本領(lǐng)域需要空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及操作空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)，該空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣出口 ；輸出控制，該輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量；壓力傳感器，該壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力；工作空氣出口閥，該工作空氣出口閥與空氣壓縮機(jī)的空氣出口連通，工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)工作空氣出口閥打開時(shí)將來自空氣壓縮機(jī)的空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及控制器，該控制器與可調(diào)節(jié)的入口閥和壓力傳感器通訊，其中控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，并且控制器被構(gòu)造成基于空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的空氣壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力比較來調(diào)節(jié)輸出控制，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求。圖I示出空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的示例?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100通過空氣過濾器10吸入空氣并且利用空氣壓縮機(jī)20壓縮空氣且將壓縮空氣作為工作空氣44輸送，在該示例中，工作空氣44為用于鉆鑿裝置操作的沖洗空氣44。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的基本部件可包括空氣過濾器10、可調(diào) 節(jié)的入口閥12、螺線管14A (用以控制可調(diào)節(jié)的入口閥12)、壓力傳感器16A、發(fā)動(dòng)機(jī)18、每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)傳感器16B、空氣壓縮機(jī)20、壓縮機(jī)的空氣入口 19、壓縮機(jī)的空氣出口 21、控制器22、主排放通道50、單向閥28、接收器34、接收器的空氣入口 33、接收器的空氣出口 35、接收器壓力傳感器16C、工作空氣出口閥36、所屬壓縮空氣供給管路48、放泄閥24C、螺線管14D (用以控制放泄閥24C)、消音器32、工作空氣出口閥36、沖洗空氣壓力傳感器16D、深度傳感器16E和用于接收來自空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者的輸入的輸入設(shè)備(未顯示)。空氣過濾器10可為過濾空氣的過濾器?？烧{(diào)節(jié)的入口閥12可為入口蝶形閥?？烧{(diào)節(jié)的入口閥12可由彈簧偏壓成默認(rèn)的閉合狀態(tài)。螺線管14A可被設(shè)置成調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥12，以打開可調(diào)節(jié)的量來改變能夠流到空氣壓縮機(jī)的空氣入口 19的空氣的量。螺線管14A (用以控制可調(diào)節(jié)的入口閥12)可以是當(dāng)施加電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電氣設(shè)備。還可通過與控制器22通訊的電氣、液壓或氣動(dòng)致動(dòng)器來操作可調(diào)節(jié)的入口閥。螺線管14A可與控制器22電氣連通。壓力傳感器16A可以是用于將壓力轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。壓力傳感器16A可與控制器22電氣連通。壓力傳感器16A可位于空氣壓縮機(jī)20中或附近。發(fā)動(dòng)機(jī)18可為電發(fā)動(dòng)機(jī)或汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或液壓馬達(dá)。每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)傳感器16B可以是將發(fā)動(dòng)機(jī)18的RPM轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。RPM傳感器16B可與控制器22電氣連通且可指示RPM的范圍。(例如,指示發(fā)動(dòng)機(jī)18關(guān)閉或者發(fā)動(dòng)機(jī)18處于低RPM狀態(tài)的信號(hào)。)空氣壓縮機(jī)20可以是螺桿式空氣壓縮機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)20的空氣入口 19可為空氣壓縮機(jī)的空氣入口 19。空氣壓縮機(jī)20的空氣出口 21可為空氣壓縮機(jī)20的空氣出口 21?？刂破?2可為可編程邏輯控制器(PLC)?？刂破?2可與螺線管14A和14D電氣連通?？刂破?2可與傳感器16A、16B、16C、16D電氣連通?？刂破?2被構(gòu)造成控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的操作。主排放通道50可為由合適材料構(gòu)造成的空氣管道，以用于輸送壓縮空氣和油。單向閥28可為允許空氣和油在僅一個(gè)方向上從空氣壓縮機(jī)20穿過該單向閥28流到接收器34的閥。接收器34可為由合適材料構(gòu)造成的空氣接收器，以用于儲(chǔ)存壓縮空氣并用于過濾來自空氣壓縮機(jī)24的油。接收器的空氣入口 33可為接收器34的空氣入口。接收器的空氣出口 35可為接收器的空氣出口 35。接收器壓力傳感器16C可為用于將接收器35的壓力轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。接收器壓力傳感器16C可與控制器22電氣連通。工作空氣出口閥36可為由空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者可操作的空氣閥。工作空氣出口閥36可使來自接收器的空氣出口 35的壓縮空氣與工作空氣應(yīng)用連通，工作空氣應(yīng)用在這里為沖洗空氣44。附屬壓縮空氣供給管路48可為與接收器34連通的空氣管路，該接收器34可將壓縮空氣供給到需要壓縮空氣的附件。放泄閥24C可為具有如下兩個(gè)位置的電氣控制的空氣閥默認(rèn)的打開位置和當(dāng)對(duì)螺線管14D施加電流時(shí)放泄閥14B所切換到的關(guān)閉位置。螺線管14D(用以控制放泄閥24C)可為當(dāng)施加電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電氣設(shè)備。螺線管14B可與控制器22電氣連通。消音器32可成形為使壓縮空氣從接收器34的逃逸的聲音消聲。沖洗空氣壓力傳感器16D可為用于將沖洗空氣44的壓力轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。沖洗空氣壓力傳感器16D可與控制器22電氣連通。沖洗空氣壓力傳感器16D可位于地面上方的輸送沖洗空氣44的管道中?？蛇x擇地，沖洗空氣壓力傳感器16D可位于沖洗空氣44附近的孔中。深度傳感器16E可為用于將鉆頭42的深度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。深度傳感器16E可與控制器22電氣連通。深度傳感器16E可位于鉆頭42附近。在實(shí)施例中，深度傳感器16E為激光深度計(jì)數(shù)器。在實(shí)施例中，操作者確定深度并輸入由控制器22使用的深度信息?？蛇x擇地，深度傳感器16E可位于鉆鑿裝置上。深度傳感器16E可自動(dòng)計(jì)數(shù)或通過手動(dòng)輸入鉆桿38的數(shù)目來計(jì)數(shù)。輸入設(shè)備(未顯示)可為用于使使用者能夠輸入信息并接收從控制器22返回的 信息的用戶輸入電子設(shè)備。輸入設(shè)備的示例包括觸摸屏和具有顯示器的數(shù)字面板。在實(shí)施例中，輸入設(shè)備可包括用于使使用者輸入鉆頭深度和/或鉆桿38的數(shù)目的輸入端，該輸入端可由控制器使用，以確定鉆頭的深度?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100由鉆鑿裝置應(yīng)用來使用。鉆鑿裝置應(yīng)用在地面中鉆鑿鉆孔40，以產(chǎn)生用于爆破的孔或者勘探礦物和/或石油。鉆鑿裝置應(yīng)用可包括鉆桿38、鉆孔40、鉆頭42和沖洗空氣44。鉆桿38可為中空的厚壁鋼管，以方便鉆鑿鉆孔40。鉆桿38可為約30英尺長(zhǎng)且可連接到其它鉆桿38，以形成鉆柱。鉆頭42可由諸如金剛石或碳化物的硬質(zhì)材料構(gòu)造，以用于鉆入地下且可包括中空部分，以用于運(yùn)送沖洗空氣44。沖洗空氣44可為來自壓縮機(jī)系統(tǒng)100的用于從由鉆頭42破碎的泥土沖洗鉆孔40的壓縮空氣。鉆孔40為由通過轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭42和鉆桿38進(jìn)行鉆孔操作而形成的孔。構(gòu)造成轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿38和鉆頭42并將新的鉆桿38添加到鉆柱的鉆鑿裝置沒有示出。在操作中，控制器22控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的操作。接下來描述空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100，當(dāng)可調(diào)節(jié)的空氣入口 12至少部分地打開且工作空氣出口閥36打開時(shí)，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100輸送這里描述為沖洗空氣44的工作空氣?？諝饬鲃?dòng)通過空氣過濾器10且由空氣過濾器10過濾?？諝饬鲃?dòng)通過可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12被構(gòu)造成控制能夠流動(dòng)通過可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12的空氣的量。控制器22控制如何通過對(duì)螺線管14A提供電力來打開可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12。通過調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12，控制器22能夠控制由空氣壓縮機(jī)20輸送的壓縮空氣的體積。這可被稱為通過控制可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12的開度來使空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100節(jié)流。如上面論述的，通過控制驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)20的發(fā)動(dòng)機(jī)18或通過控制空氣壓縮機(jī)20和發(fā)動(dòng)機(jī)18之間的連接(例如，齒輪)來控制由空氣壓縮機(jī)20輸送的壓縮空氣的體積是不切實(shí)際的。流動(dòng)通過可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12的空氣流入空氣壓縮機(jī)20的空氣入口中并由空氣壓縮機(jī)20壓縮，該空氣壓縮機(jī)20將一定體積的壓縮空氣輸送到空氣壓縮機(jī)20的空氣出口 21?？諝鈮嚎s機(jī)20由發(fā)動(dòng)機(jī)18驅(qū)動(dòng)?？刂破?2可接收馬達(dá)18運(yùn)行得多快的指示，但是在實(shí)施例中，控制器22不能改變發(fā)動(dòng)機(jī)18的速度(這可以是因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100可能只是正在由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一種應(yīng)用。)在實(shí)施例中，控制器22可能能夠改變發(fā)動(dòng)機(jī)18的速度。例如，控制器22可能能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)18從低空轉(zhuǎn)RPM狀態(tài)切換到高RPM狀態(tài)，和/或切換通過RPM狀態(tài)的范圍，和/或從打開狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)。壓縮空氣隨后流動(dòng)通過主空氣排放通道50并穿過單向閥28。單向閥28允許油和空氣在僅從壓縮機(jī)的空氣出口 21朝向接收器的空氣入口 33的方向上流動(dòng)通過該單向閥28。因?yàn)閱蜗蜷y28允許油和空氣僅在一個(gè)方向上流動(dòng)，所以在單向閥28的空氣壓縮機(jī)20一側(cè)上的壓力可能不同于在單向閥28的接收器34 —側(cè)上的空氣壓力。壓縮空氣然后流入接收器34的空氣入口 33中而進(jìn)入接收器34。接收器34可為空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100提供多種功能。首先，接收器34可提供將在下面論述的油再循環(huán)。其次，接收器34可提供儲(chǔ)存壓縮空氣的設(shè)備，使得空氣壓縮機(jī)20不必在當(dāng)附屬使用而需要通 過附屬壓縮空氣供給管路48的僅較少量壓縮空氣時(shí)或當(dāng)油再循環(huán)而需要僅較少量的壓縮空氣時(shí)的所有時(shí)間輸送壓縮空氣。壓縮空氣然后流出接收器的空氣出口 35并通過工作空氣出口閥36。工作空氣出口閥36可由空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者操作，以在打開狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)操作。在替代實(shí)施例中，工作空氣出口閥36可由控制器22控制。在流動(dòng)通過工作空氣出口閥36之后，壓縮空氣然后向下流動(dòng)通過鉆桿38并通過且流出鉆頭42，以沖洗空氣44的形式。沖洗空氣44向上流動(dòng)至鉆孔40并輔助移除由鉆頭42破碎的泥土的各部分。因此，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100被構(gòu)造成輸送作為沖洗空氣44的工作空氣。可調(diào)節(jié)的入口閥12可稱為空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的輸出控制，因?yàn)榭烧{(diào)節(jié)的入口閥12控制由空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100產(chǎn)生的空氣的體積。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的輸出控制可通過增加或減小發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM來調(diào)節(jié)。在實(shí)施例中，可通過增加或減小發(fā)動(dòng)機(jī)18和空氣壓縮機(jī)20之間的離合器控制來調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。例如，可在發(fā)動(dòng)機(jī)18和空氣壓縮機(jī)20之間定位磁性離合器且通過改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度或通過改變與空氣壓縮機(jī)20相關(guān)聯(lián)的離合器部分和與發(fā)動(dòng)機(jī)18相關(guān)聯(lián)的離合器部分之間的間隙來調(diào)節(jié)離合器。圖2示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。在下文中使用示例公式用于計(jì)算。其它公式是可能的且方法不限于在以下示例中使用的具體公式。方法以接收工作空氣需求210開始?？蓮膱DI的輸入設(shè)備(未顯示)接收工作空氣需求。作為示例，具有鉆鑿裝置的應(yīng)用的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者可以輸入鉆管直徑、鉆頭直徑和用于沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度(UHV)。工作空氣需求隨后可被計(jì)算為公式(I):工作空氣需求=DX (B/10002-A/10002)/183 . 4。其中A=鉆管直徑，B=鉆頭直徑，且D=期望的UHV。在實(shí)施例中，工作空氣需求可為輸送到工作空氣出口閥36的期望的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣壓力和附接到工作空氣出口閥36的附件的直徑的指示。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣體積?？蛇x擇地，方法可以以計(jì)算空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口的設(shè)置從而輸送工作空氣需求220繼續(xù)。空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口(參見圖I的元件12)的設(shè)置如下。基于用戶輸入計(jì)算空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)所能夠輸送的最大UHV為
公式(2):最大UHV=CX183.4/(B/10002-A/10002)。其中 A=鉆管直徑，B=鉆頭直徑，且C=如果可調(diào)節(jié)的空氣入口完全打開則空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)所能夠輸送的最大量。從上面來看，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的最大百分比的量可計(jì)算如下公式(3):最大百分比=工作空氣需求/最大UHV。基于最大百分比，控制器22可計(jì)算用于可調(diào)節(jié)的入口閥的設(shè)置，使得最大百分比的空氣流入可調(diào)節(jié)的入口閥中。例如，控制器22可基于線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)來計(jì)算蝶形閥的張角。例如參見圖5B，其中公式(4):角度=六0^(父/'2+￥/'2-(￥+2)/'2)/2父￥。其中X=鐘形曲柄長(zhǎng)度Y=致動(dòng)器縮回長(zhǎng)度Z=致動(dòng)器的伸長(zhǎng)?；诠?4)，控制器22可針對(duì)蝶形閥的期望角度設(shè)定致動(dòng)器的伸長(zhǎng)，使得最大百分比的空氣流入空氣壓縮機(jī)中。因此，可根據(jù)對(duì)于圖5的可調(diào)節(jié)的入口閥的實(shí)施例所示出的以上示例來計(jì)算可調(diào) 節(jié)的入口閥的設(shè)置。在實(shí)施例中，控制器可計(jì)算用于空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制的設(shè)置。例如，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM的數(shù)值或用于離合器的設(shè)置。方法可選擇地以將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置230繼續(xù)。用于圖5的可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的實(shí)施例的控制器可將線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)設(shè)置到一定值，使得蝶形閥允許最大百分比的空氣流入空氣壓縮機(jī)中。因而，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可基于接收到工作空氣需求而進(jìn)行可調(diào)節(jié)的入口閥的初始設(shè)置。在實(shí)施例中，控制器可調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，控制器可設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或控制器可設(shè)置離合器控制。在實(shí)施例中，控制器可將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到小于所計(jì)算的設(shè)置的值。例如，線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)可被設(shè)定為所計(jì)算的設(shè)置的百分之五十(50)的值。這可具有如下優(yōu)點(diǎn)當(dāng)首先開始鉆孔時(shí)，空氣體積較小，使得來自鉆頭的空氣的沖刷不會(huì)將孔的頂部驅(qū)散。減小的計(jì)算設(shè)置可持續(xù)僅短時(shí)間段或短鉆孔距離。例如，僅第一個(gè)(I)鉆孔或僅兩(2)米鉆孔。可通過深度傳感器和/或通過用戶輸入來檢測(cè)鉆孔的距離。在實(shí)施例中，控制器可設(shè)置空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。方法以計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求240繼續(xù)。以下示例示出當(dāng)在空氣壓縮機(jī)(圖I中的20)的空氣入口(圖I中的19)處測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力時(shí)可如何計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力。最大百分比可按上面的公式(3)計(jì)算。由最大百分比，壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力可計(jì)算如下公式(5):以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力=(-0. 29x (最大百分比X 100))+30。由以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力，來自壓力傳感器(圖I中的16A)的以毫安(mA)為單位的估計(jì)壓力可計(jì)算如下公式(6):以mA為單位的估計(jì)壓力=(O. 533X以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力)
+4 ο該示例中的空氣壓縮機(jī)的所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力為以Hg為單位的估計(jì)壓力。在實(shí)施例中，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可被預(yù)先確定并儲(chǔ)存起來，使得控制器基于接收到的工作空氣需求來查找估計(jì)空氣壓力值。在實(shí)施例中，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可被調(diào)節(jié)，以補(bǔ)償系統(tǒng)中的空氣泄漏和壓縮空氣的其它使用。因此，如上述示例示出的，可計(jì)算以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力并且可測(cè)量壓力并將壓力傳遞到控制器。
方法可選地以過去預(yù)定量的時(shí)間250繼續(xù)。如果已經(jīng)過去預(yù)定量的時(shí)間，則該方法跳過基于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的步驟。預(yù)定量的時(shí)間可為諸如10秒至幾分鐘的時(shí)間段。在實(shí)施例中，預(yù)定量的時(shí)間可足夠長(zhǎng)，以致絕不會(huì)跳過基于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的步驟。如果還沒有過去預(yù)定量的時(shí)間，則該方法繼續(xù)比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力260。當(dāng)由控制器接收時(shí)，空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力可按毫安計(jì)，且如上面說明的，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可轉(zhuǎn)變?yōu)闀灠沧x數(shù)。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力，則方法繼續(xù)步驟270。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力，則方法繼續(xù)步驟280。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力必須小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小的量，以使方法繼續(xù)步驟270。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力必須大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，以使方法繼續(xù)步驟280。通過包括預(yù)定的較大量和預(yù)定的較小量，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可以不太可能急劇波動(dòng)。例如，預(yù)定的較大量可超過所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力20%，并且預(yù)定的較小量可低于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力20%，使得能夠以所計(jì)算的 估計(jì)空氣壓力加或減20%的范圍來控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)?；诳諝鈮嚎s機(jī)的測(cè)量到的壓力而調(diào)節(jié)該可調(diào)節(jié)的入口閥具有以下優(yōu)點(diǎn)，即測(cè)量到的壓力可以是比設(shè)置可調(diào)節(jié)的入口閥的打開量更精確地指示由空氣壓縮機(jī)輸送的空氣的實(shí)際體積的指示。這可能由于多種原因。這些原因包括溫度差可能使得難以將可調(diào)節(jié)的入口閥設(shè)定到特定的打開值以及可調(diào)節(jié)的入口閥可能難以校準(zhǔn)。在步驟270中，增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，使得空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)輸送更多的壓縮空氣。方法隨后返回到步驟250。在步驟280中，減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，使得空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)輸送較少的壓縮空氣。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力既不小于也不大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力(且可能有預(yù)定的較小量和預(yù)定的較大量)，則步驟260繼續(xù)到步驟290。步驟290確定所輸送的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，可通過計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值來確定已確定的所輸送的工作空氣壓力。所輸送的工作空氣壓力的示例在圖I中作為沖洗空氣壓力傳感器16D被示出?？稍诓煌恢脺y(cè)量所輸送的工作空氣壓力?？赏ㄟ^對(duì)所輸送的工作空氣壓力的測(cè)量到的壓力有規(guī)律地重復(fù)地取樣并隨后在預(yù)定的時(shí)間段之后除以樣品的數(shù)目來計(jì)算在預(yù)定的時(shí)間段比如十(10)秒內(nèi)的運(yùn)行平均值。許多其它的預(yù)定的時(shí)間段是可能的，比如兩(2)秒和十(10)分鐘。另外，能夠以許多不同方式計(jì)算運(yùn)行平均值。例如，可取所輸送的工作空氣壓力中的三(3)個(gè)讀數(shù)并且可使用三(3)個(gè)讀數(shù)的中間讀數(shù)與工作空氣需求比較。作為另一示例，可通過監(jiān)測(cè)所輸送的工作空氣壓力來確定所輸送的工作空氣壓力并且如果工作空氣壓力下降到低于工作空氣需求某一預(yù)定量(例如，百分之五(5))以下，則可使用所輸送的工作空氣壓力的低于百分之五(5)的值來確定是否調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)。在實(shí)施例中，所輸送的工作空氣壓力的高于某一預(yù)定高值或低于某一預(yù)定低值的讀數(shù)可被忽略。在實(shí)施例中，所輸送的工作空氣壓力的讀數(shù)通過控制器在一段時(shí)間內(nèi)被評(píng)估并用于確定是否調(diào)節(jié)輸送的工作空氣壓力。在步驟290之后，方法繼續(xù)比較所確定的輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求295。所確定的輸送的工作空氣壓力可如上面解釋地被確定。在實(shí)施例中，可通過比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求來比較所確定的輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求295?？蓪⑺?jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求(來自于上面的公式(I)和步驟210)比較。如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值大于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟280。如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值小于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟270。在實(shí)施例中，如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值大于工作空氣需求一個(gè)第二預(yù)定的較大量，則該方法可繼續(xù)到步驟280。第二預(yù)定的較大量可為一個(gè)固定量或?yàn)楣ぷ骺諝庑枨蟮囊粋€(gè)百分?jǐn)?shù)。在實(shí)施例中，如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值小于工作空氣需求一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則該方法可繼續(xù)到步驟270。第二預(yù)定的較小量可為一個(gè)固定量或?yàn)楣ぷ骺諝庑枨蟮囊粋€(gè)百分?jǐn)?shù)。上面和下面論述的所有預(yù)定量可在該方法期間被調(diào)節(jié)，以改善空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的性能。在實(shí)施例中，控制器可使用所輸送的工作空氣壓力來確定是否調(diào) 節(jié)空氣壓縮機(jī)。在實(shí)施例中，工作空氣需求可根據(jù)鉆頭深度改變。例如，工作空氣需求可每10米增加約5%?？赡苄枰黾拥墓ぷ骺諝庑枨髞碓黾記_洗空氣，以補(bǔ)償鉆孔的較大深度?？蓮纳疃葌鞲衅?圖I中的16E)或從來自輸入設(shè)備的用戶輸入確定鉆頭的深度。另外，如果工作空氣需求根據(jù)鉆頭深度改變，則控制器可重新計(jì)算已計(jì)算過的估計(jì)空氣壓力。如果方法不繼續(xù)到步驟270或步驟280，則該方法繼續(xù)到選擇性的步驟297。步驟297比較接收器壓力與最大(max)和最小(min)值。如果接收器壓力(例如圖I中的元件16C)大于max (max對(duì)于低壓操作來說可為每平方英寸100磅(psi),并且對(duì)于高動(dòng)力操作來說可為550psi)，則方法繼續(xù)到步驟280。如果接收器壓力(例如圖I中的元件16C)小于max (min對(duì)于低壓操作來說可為30psi且對(duì)于高動(dòng)力操作來說可為80psi ),則該方法繼續(xù)到步驟270。否則，該方法繼續(xù)返回到步驟250。如果選擇性的步驟297不出現(xiàn)，則如果方法不繼續(xù)到步驟270或步驟280，那么方法從步驟295繼續(xù)到步驟250。方法可由于多種原因而終止。在這些原因中，控制器可接收不再需要工作空氣的指示和/或控制器可接收空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)被切斷的指示時(shí)，該方法可能終止。因此，已經(jīng)說明了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。在實(shí)施例中，步驟290和步驟295是可選的。在實(shí)施例中，步驟260、步驟295和步驟297可按不同的順序。在實(shí)施例中，該方法可以在步驟280和步驟270中不調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，直到根據(jù)步驟260和步驟295以及選擇性地根據(jù)步驟297確定是否需要調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥為止。方法可以優(yōu)先順序排列步驟260、步驟295和步驟297中的一個(gè)或更多個(gè)，以確定是否調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥?？蛇x擇地，或者另外，方法可基于在260、295以及選擇性地297中的基于在每個(gè)比較中有多少調(diào)節(jié)量被指示的權(quán)重的比較結(jié)果來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥。在實(shí)施例中，步驟280可包括比較所輸送的工作空氣壓力與最小的工作空氣壓力并且如果所輸送的工作空氣壓力不大于最小的工作空氣壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。最小的工作空氣壓力可為用于維持最小量的沖洗空氣以使得鉆頭不會(huì)被未從鉆孔中沖洗出的碎屑破壞或卡住的設(shè)置。在實(shí)施例中，步驟280可包括比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與用于最少工作空氣的最小壓力，且如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力不大于用于最小工作空氣壓力的最小壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。用于最小工作空氣壓力的最小壓力可以是使空氣壓縮機(jī)輸送最小工作空氣壓力的確定壓力。
在實(shí)施例中，步驟270和步驟280可包括調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，離合器控制可被增加或減小，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM可被增加或減小。圖3是圖I示出的具有使空氣壓縮機(jī)卸載的系統(tǒng)的示例和油系統(tǒng)的示例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100包括使空氣壓縮機(jī)20卸載的系統(tǒng)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100不需要空氣壓縮機(jī)20來輸送壓縮空氣且空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100已經(jīng)關(guān)閉空氣入口閥12時(shí)用以使空氣壓縮機(jī)20卸載的系統(tǒng)從空氣壓縮機(jī)的空氣出口 21吸取空氣。使空氣壓縮機(jī)20加載和使空氣壓縮機(jī)20卸載的系統(tǒng)包括排氣泵26、排氣泵26的空氣入口 25、排氣泵26的空氣出口 27、螺線管14C (用以控制排氣泵)、輔助排放通道52、另一單向閥30、排氣泵隔離閥24A和螺線管(用以控制排氣泵隔離閥)14B。排氣泵26可為由液壓馬達(dá)(未示出)驅(qū)動(dòng)的螺桿式壓縮機(jī)。排氣泵26可明顯地小于空氣壓縮機(jī)20。排氣泵26的空氣入口 25可為排氣泵26的空氣入口 25。排氣泵26的 空氣出口 27可為排氣泵26的空氣出口 27。螺線管14C (用以控制排氣泵)可為當(dāng)施加電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電氣設(shè)備。螺線管14C可與控制器22電氣連通。排氣泵隔離閥24A可為具有如下兩個(gè)位置的電氣控制的空氣閥作為默認(rèn)位置的彈簧偏壓的關(guān)閉位置以及當(dāng)對(duì)螺線管14B施加電流時(shí)排氣泵隔離閥24A所切換到的打開位置。螺線管14B (用以控制排氣泵隔離閥24A)可為當(dāng)施加電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電氣設(shè)備。螺線管14B可與控制器22電氣連通。輔助排放通道52可為由合適材料構(gòu)造成的用于輸送壓縮空氣和油的管道。另一單向閥30可為如下的閥，即允許空氣和油在僅一個(gè)方向上從排氣泵26流動(dòng)通過該另一單向閥30流動(dòng)到主排放通道50?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100包括向空氣壓縮機(jī)20提供油的油系統(tǒng)。油系統(tǒng)提供用于潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20的油。油系統(tǒng)包括第一油管路54、第二油管路56、油止擋閥24B和空氣壓力致動(dòng)器46。第一油管路54可為適合于將油從接收器34輸送回到空氣壓縮機(jī)20的管路。第二油管路56可為適合于將油從接收器34輸送回到空氣壓縮機(jī)20的管路。油止擋閥24B可為具有如下兩個(gè)位置的控制閥作為默認(rèn)的關(guān)閉位置和當(dāng)對(duì)壓力致動(dòng)器46施加壓力時(shí)油止擋閥24B所切換到的打開位置。油止擋閥24B可具有彈簧，該彈簧將油止擋閥24B保持在閉合位置，除非空氣壓力致動(dòng)器46推動(dòng)油止擋閥24B?？諝鈮毫χ聞?dòng)器46可為與壓縮機(jī)20的空氣出口 21和油止擋閥24B的空氣壓力連通的致動(dòng)器。當(dāng)空氣壓縮機(jī)20的空氣出口 21處的空氣壓力升高超過預(yù)定的斷油空氣壓力時(shí)，空氣壓力致動(dòng)器46打開油止擋閥24B，并且當(dāng)空氣壓縮機(jī)20的出口 21處的空氣壓力降低到低于預(yù)定的斷油空氣壓力時(shí)，空氣壓力致動(dòng)器46不再打開油止擋閥24B，因此油止擋閥24B關(guān)閉(在實(shí)施例中，彈簧偏壓閥，使該閥關(guān)閉)。螺線管(用以控制放泄閥24C)可為當(dāng)施加電流時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電氣設(shè)備。在操作中，使空氣壓縮機(jī)20加載和使空氣壓縮機(jī)20卸載的系統(tǒng)工作如下。控制器22確定空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100不需要空氣壓縮機(jī)20產(chǎn)生額外的壓縮空氣?？刂破?2然后關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥12，并打開排氣泵隔離閥24A，并且打開排氣泵25。在實(shí)施例中，排氣泵25可能已經(jīng)打開。因?yàn)榭烧{(diào)節(jié)的入口閥12關(guān)閉，所以空氣壓縮機(jī)20不再具有用于壓縮的空氣源。留在空氣壓縮機(jī)20中的很多空氣被排氣泵25吸出，排氣泵25經(jīng)由此刻打開的排氣泵隔離閥24A而將空氣吸出空氣壓縮機(jī)20并且通過另一單向閥30運(yùn)送空氣。接收器34中的壓縮空氣被阻止通過單向閥28和另一單向閥30返回到空氣壓縮機(jī)20。
當(dāng)控制器22確定需要由壓縮機(jī)20產(chǎn)生額外的壓縮空氣時(shí)，控制器22至少部分地打開可調(diào)節(jié)的入口閥12，關(guān)閉排氣泵隔離閥24A并且可關(guān)閉排氣泵26?？諝鈮嚎s機(jī)20然后再次開始輸送通過單向閥28運(yùn)送的壓縮空氣。因此，控制器22能夠使空氣壓縮機(jī)20加載和卸載。使空氣壓縮機(jī)20卸載的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)18執(zhí)行驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)20的工作被減少，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)20不壓縮空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)18繼續(xù)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)20且可繼續(xù)以相同的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(對(duì)于螺桿式空氣壓縮機(jī))驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)20，但是因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)20不壓縮空氣，所以發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)荷減小。上面給出了為什么當(dāng)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100不需要空氣壓縮機(jī)20產(chǎn)生壓縮空氣時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)18不會(huì)被簡(jiǎn)單地減慢的解釋。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)荷減小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)18需要較少的燃料或電力來驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)18且發(fā)動(dòng)機(jī)18產(chǎn)生較少的熱。在操作中，油系統(tǒng)可用于潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20。當(dāng)空氣壓縮機(jī)20加載時(shí)，下面是油可順著流動(dòng)的路徑，以潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20。油可用于潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20。油隨后可從空氣壓縮機(jī)20通過主空氣排放通道50流動(dòng)通過單向閥28，并流入接收器34。在實(shí)施例中，接收器34維持用于將油運(yùn)送回到空氣壓縮機(jī)20的最小壓力。油隨后可從接收器流動(dòng)通過第 一油管路54和通過油止擋閥24B并且流動(dòng)通過第二油管路56回到空氣壓縮機(jī)20。因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)20被加載，所以壓力大得足以使空氣壓力致動(dòng)器46打開油止擋閥24B，因此油可從接收器34通過油止擋閥24B和第二油管路56被運(yùn)送。油可在返回到空氣壓縮機(jī)20之前被冷卻和/或過濾。冷卻和過濾沒有示出。保持油止擋閥24B打開所需的壓力可為預(yù)定的油打開壓力。當(dāng)空氣壓縮機(jī)20卸載(上面所描述的)時(shí)，油可順著以下的路徑。油可用于潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20。油隨后可從空氣壓縮機(jī)20流動(dòng)通過主空氣排放通道50，并且然后通過打開的排氣泵隔離閥24A，并且然后通過排氣泵25，并且隨后通過另一單向閥30，并且之后流動(dòng)到接收器34。因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)20卸載，壓力沒有大得足以使空氣壓力致動(dòng)器46打開油止擋閥24B，因此油不能夠從接收器34被運(yùn)送通過油止擋閥24B和第二油管路56。油可通過第二油管路56流回到空氣壓縮機(jī)20。油可在返回到空氣壓縮機(jī)20之前被冷卻和/或過濾。冷卻和過濾沒有示出。當(dāng)空氣壓縮機(jī)20卸載時(shí)關(guān)閉第二油管路56的優(yōu)點(diǎn)是空氣壓縮機(jī)20不必需要在空氣壓縮機(jī)20卸載時(shí)與加載時(shí)相比一樣多地潤(rùn)滑。潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20的油然后可分成在空氣壓縮機(jī)20在加載和卸載時(shí)潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)20所需的油(這里作為第一油管路54)和在空氣壓縮機(jī)20在加載時(shí)冷卻空氣壓縮機(jī)20所需的油(這里作為第二油管路56)。這方面的優(yōu)點(diǎn)是將油從接收器34運(yùn)送回到空氣壓縮機(jī)20節(jié)省能量。在實(shí)施例中，接收器34提供壓縮空氣以運(yùn)送油。當(dāng)運(yùn)送的油量減少時(shí)，則從接收器34排出的壓縮空氣的量減少。另夕卜，排氣泵26不必需要將同樣多的油從空氣壓縮機(jī)20運(yùn)送通過另一單向閥30。而且，控制器22可能能夠使空氣壓縮機(jī)20卸載持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間段，因?yàn)閺慕邮掌?4排出較少的空氣。另一優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)荷可被減少，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)20中更多的油將增加轉(zhuǎn)動(dòng)空氣壓縮機(jī)20的負(fù)荷。在實(shí)施例中，第一油管路54供應(yīng)用于軸承潤(rùn)滑管路的油，且第二油管路56供應(yīng)用于冷卻空氣壓縮機(jī)20的油。在實(shí)施例中，控制器可調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，控制器可設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或控制器可設(shè)定離合器控制，以便控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)20不將空氣吸出空氣壓縮機(jī)20，因?yàn)楫?dāng)通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM或通過調(diào)節(jié)離合器而控制空氣壓縮機(jī)20時(shí)，空氣壓縮機(jī)20不轉(zhuǎn)動(dòng)或當(dāng)不產(chǎn)生壓縮空氣時(shí)以低速率轉(zhuǎn)動(dòng)。在實(shí)施例中，可通過控制器電氣地控制油止擋閥24B。在實(shí)施例中，不包括用以使空氣壓縮機(jī)20加載和卸載的系統(tǒng)。圖4示出圖3的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的操作的示例，其中如下文所描述地構(gòu)造控制器22。沿豎直軸的是通過接收器壓力傳感器16C而測(cè)量到的接收器34的空氣壓力。水平軸具有空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100所可能處于的不同狀態(tài)。將利用圖3和圖4理解以下解釋。通過以下解釋，控制器22可被認(rèn)為執(zhí)行一定動(dòng)作(例如打開或關(guān)閉閥，或開啟或關(guān)閉馬達(dá))，但是應(yīng)理解，該動(dòng)作可能是不需要的，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100可能已經(jīng)處于需要的狀態(tài)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100以系統(tǒng)通電狀態(tài)410開始?？刂破?2調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)20的輸出控制。例如，控制器22可關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥12 (其可為可調(diào)節(jié)的入口閥12的默認(rèn)狀態(tài))，使得防止空氣壓縮機(jī)20壓縮多于少量的空氣。在實(shí)施例中，控制器22可調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)18的RPM和/或調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)18和空氣壓縮機(jī)20之間的離合器的設(shè)置，使得防止空氣壓 縮機(jī)20壓縮多于少量的空氣。而且控制器22打開放泄閥24C。關(guān)閉可調(diào)節(jié)的入口閥12并且打開放泄閥24C的優(yōu)點(diǎn)是其可減少當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)18開啟時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)18上的負(fù)荷，這可能減少發(fā)動(dòng)機(jī)18上的磨損?？刂破?2可在系統(tǒng)通電狀態(tài)410中維持空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100，直到馬達(dá)18充分地預(yù)熱為止?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100可通過接收鍵已經(jīng)被開啟的信號(hào)而進(jìn)入系統(tǒng)通電狀態(tài)410。如圖4所示，系統(tǒng)啟動(dòng)狀態(tài)410在450處開始，在450處，控制器22可能已經(jīng)接收到鍵已經(jīng)被開啟的信號(hào)和/或控制器22可能已經(jīng)接收到電力并且默認(rèn)進(jìn)入系統(tǒng)啟動(dòng)狀態(tài)410?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100然后可進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)410。如圖4所示，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100在接收到來自每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)傳感器16B的發(fā)動(dòng)機(jī)18的RPM已經(jīng)達(dá)到閾值數(shù)的信號(hào)時(shí)在452處進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)410。在實(shí)施例中，控制器22可在進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)410之前等待一段時(shí)間，以允許發(fā)動(dòng)機(jī)18預(yù)熱。在空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)410下，工作空氣出口閥36關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)18可在RPM的低空轉(zhuǎn)數(shù)和RPM的高空轉(zhuǎn)數(shù)之間。例如，RPM的低空轉(zhuǎn)數(shù)可為1200，且RPM的高空轉(zhuǎn)數(shù)可為1800。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100具有針對(duì)低空轉(zhuǎn)空氣斷開和高空轉(zhuǎn)空氣斷開的不同狀態(tài)。當(dāng)在空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)410下時(shí)，控制器22按下文控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100。控制器22從接收器壓力傳感器16C獲得接收器34的壓力。當(dāng)接收器壓力小于預(yù)定的空轉(zhuǎn)接收器壓力(如圖4示出的，40psi)時(shí)，控制器22將可調(diào)節(jié)的入口閥12調(diào)節(jié)到打開。當(dāng)接收器壓力大于預(yù)定的空轉(zhuǎn)接收器壓力(如圖4示出的，40psi )時(shí)，控制器22調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。例如，控制器可將可調(diào)節(jié)的入口閥12調(diào)節(jié)到關(guān)閉。在實(shí)施例中，控制器22可基于接收器壓力將可調(diào)節(jié)的入口閥12調(diào)節(jié)為打開地更多或關(guān)閉地更多。在實(shí)施例中，控制器22可調(diào)節(jié)離合器或發(fā)動(dòng)機(jī)18，以調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。如果接收器壓力大于預(yù)定的空轉(zhuǎn)接收器壓力太高(如圖4示出的，50psi)，則控制器22打開放泄閥24。如果接收器壓力小于預(yù)定的空轉(zhuǎn)接收器壓力太低(如圖4示出的，45psi )，則控制器22關(guān)閉放泄閥24。當(dāng)可調(diào)節(jié)的入口閥12關(guān)閉時(shí)，控制器22可通過打開排氣泵隔離閥24A并開啟排氣泵26來使空氣壓縮機(jī)20不工作(off line)。當(dāng)空氣壓縮機(jī)的輸出控制打開時(shí)(例如，當(dāng)可調(diào)節(jié)的入口閥12打開時(shí))，控制器22關(guān)閉排氣泵隔離閥24A并且關(guān)閉排氣泵26。
如上面論述的，在圖4的452處，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)420。因?yàn)榻邮掌鲏毫?圖中變化的線)低于40psi，所以控制器22打開可調(diào)節(jié)的入口閥12并且關(guān)閉放泄閥24C。接收器壓力在454處建立。在456處，因?yàn)榻邮掌鲏毫_(dá)到40psi，所以控制器22關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，控制器22關(guān)閉可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)。接收器壓力繼續(xù)建立458。在460處，接收器壓力達(dá)到50psi，因此控制器22打開放泄閥24C(這將接收器24打開)。在462處，接收器壓力由于放泄閥24C被打開而下降。在464處，接收器壓力下降到低于45psi，因此控制器22關(guān)閉放泄閥24C。在466處，接收器壓力由于該接收器壓力被用于諸如將油從接收器運(yùn)送到空氣壓縮機(jī)20的目的而繼續(xù)下降。在468處，控制器22打開空氣壓縮機(jī)20的輸出控制(例如，控制器22打開可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)，因?yàn)榻邮掌鲏毫σ呀?jīng)下降到低于40psi?？刂破?2可在從456至468期間使空氣壓縮機(jī)22卸載。在該情形中，控制器22將通過關(guān)閉排氣泵隔離閥24A并關(guān)閉排氣泵26而在468處將空氣壓縮機(jī)22放回到加載狀態(tài)中。在470處，接收器壓力由于可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12被打開而再次開始建立。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100可繼續(xù)由空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài) 控制，直到工作空氣出口閥36被開啟為止。當(dāng)工作空氣出口閥36被開啟時(shí)(圖4，472)，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100可進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣接通狀態(tài)430。當(dāng)在空轉(zhuǎn)空氣接通狀態(tài)430時(shí)，控制器22按如下控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100。控制器22從接收器壓力傳感器16C獲得接收器34的壓力。當(dāng)接收器壓力小于預(yù)定的空轉(zhuǎn)空氣接通接收器壓力太低(如圖4示出的，80psi)時(shí)，控制器22將可調(diào)節(jié)的入口閥12調(diào)節(jié)為打開。當(dāng)接收器壓力大于預(yù)定的空轉(zhuǎn)空氣接通接收器壓力太高(如圖4中示出的，IOOpsi )時(shí)，控制器22將空氣壓縮機(jī)的輸出控制調(diào)節(jié)到關(guān)閉(例如，控制器22將可調(diào)節(jié)的入口閥12調(diào)節(jié)到關(guān)閉)。在實(shí)施例中，控制器22可基于接收器壓力而將空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的入口閥12)調(diào)節(jié)為打開地更多或關(guān)閉地更多。當(dāng)接收器壓力在預(yù)定的空轉(zhuǎn)空氣接通接收器壓力太低(如圖4中示出，80psi)和預(yù)定的空轉(zhuǎn)空氣接通接收器壓力太高(如圖4示出的，IOOpsi)之間時(shí)，控制器22可使用參考圖2、圖6、圖9或圖10描述的方法之一的實(shí)施例來調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的入口閥)。通過使用參考圖
2、圖6、圖9或圖10描述的方法的實(shí)施例，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100可產(chǎn)生不作為工作空氣(圖I中的沖洗空氣44)使用的較少的壓縮空氣。如上面描述的，當(dāng)工作空氣出口閥36開啟時(shí)，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣接通狀態(tài)430。在實(shí)施例中，控制器22可如圖2描述地接收工作空氣需求。在472處，控制器打開可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12。(放泄閥24C保持關(guān)閉且排氣泵隔離閥24A關(guān)閉或保持關(guān)閉。)在474處，接收器壓力升高超過IOOpsi，因此控制器22關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)。在實(shí)施例中，控制器22可僅減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)的打開。在實(shí)施例中，控制器22可在472處根據(jù)圖2的步驟230或者根據(jù)圖2的步驟260和/或步驟295和/或圖9的步驟930，或者根據(jù)圖9的步驟960和/或步驟995來調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)。在478處，接收器壓力由于空氣壓縮機(jī)的輸出控制被關(guān)閉(例如可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12被關(guān)閉)而開始下降。在480處，接收器壓力下降到低于IOOpsi且控制器22開始基于參考圖2描述的方法的實(shí)施例來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12。例如，在482和484之間，可通過圖2的步驟260和/或步驟295和/或圖9的步驟960或步驟995來調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)。例如，可基于比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力(圖3的16A)與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力(通過利用工作空氣需求來計(jì)算該計(jì)算的估計(jì)空氣壓力)來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12?？蛇x擇地和/或另外，可基于比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值(由圖3的16D的數(shù)據(jù)計(jì)算)與工作空氣需求來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12。在484處，工作空氣出口閥36被關(guān)閉?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100不被切斷，因此系統(tǒng)返回到空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)420。控制器22可被構(gòu)造為按下文在空轉(zhuǎn)空氣接通狀態(tài)430到空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)420之間轉(zhuǎn)變?？刂破?2打開放泄閥24C，直到接收器壓力下降到低于45psi (預(yù)定的空轉(zhuǎn)接收器壓力太低)為止?？刂破?2還關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的輸出控制(例如，可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100然后在接收器24中的壓力下降到低于預(yù)定壓力之后進(jìn)入空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)420。在486和488之間，根據(jù)上述的空轉(zhuǎn)空氣斷開狀態(tài)420控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100。在488處，接收到系統(tǒng)切斷信號(hào)?？諝鈮嚎s機(jī)系統(tǒng)100進(jìn)入切斷狀態(tài)440?？刂破?2關(guān)閉可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12。控制器22打開放泄閥24C。在實(shí)施例中，控制器22關(guān)閉 排氣泵隔離閥24A。空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100然后關(guān)閉。圖5示出參考圖2描述的可調(diào)節(jié)的空氣入口閥12的示例?？烧{(diào)節(jié)的空氣入口閥為空氣壓縮機(jī)的輸出控制的實(shí)施例。圖5包括空氣過濾器10、入口蝶形閥12、由控制器22控制的線性致動(dòng)器14A和空氣壓縮機(jī)22?？諝饬鲃?dòng)通過過濾器、流動(dòng)通過入口蝶形閥12 (當(dāng)該入口蝶形閥12打開時(shí))并流入空氣壓縮機(jī)22。入口蝶形閥12在默認(rèn)的關(guān)閉位置。彈簧(未顯示)可保持入口蝶形閥12關(guān)閉。線性致動(dòng)器14A可連接到入口蝶形閥12和控制器22。線性致動(dòng)器14A可通過使線性延伸器15伸長(zhǎng)而響應(yīng)來自控制器22的電流。線性延伸器15推動(dòng)入口蝶形閥12，這將入口蝶形閥12移動(dòng)到打開位置。入口蝶形閥12可以是可調(diào)節(jié)的，使得入口蝶形閥12的開口的尺寸與線性延伸器15推動(dòng)入口蝶形閥12的量成比例?？刂破?2可隨后基于線性致動(dòng)器14A的電流而將入口蝶形閥12打開一定量。圖5B示出樞轉(zhuǎn)地附接到鐘形曲柄的線性致動(dòng)器的示例。線性致動(dòng)器14A使鐘形曲柄在第一位置(圖的頂部)和第二位置(圖的底部)之間移動(dòng)，在第一位置，蝶形閥12關(guān)閉且線性致動(dòng)器延伸器94伸長(zhǎng)，在第二位置，蝶形閥12打開且線性致動(dòng)器延伸器94不伸長(zhǎng)。箭頭99表示隨著線性致動(dòng)器延伸器94縮回到線性致動(dòng)器主體96中而使線性致動(dòng)器14A在第一位置至第二位置之間的運(yùn)動(dòng)。線性致動(dòng)器14A包括線性致動(dòng)器主體96和致動(dòng)器延伸器94。線性致動(dòng)器主體具有長(zhǎng)度Y。致動(dòng)器延伸器94在完全延伸時(shí)具有長(zhǎng)度Z。如所示出的，線性致動(dòng)器延伸器94利用鉚釘98樞轉(zhuǎn)地連接到具有長(zhǎng)度X的鐘形曲柄92。蝶形閥打開的角度可根據(jù)以下公式在給定圖5B所示的幾何形狀下而計(jì)算出。角度=ACOS (XΛ2+ΥΛ2-(Υ+Ζ) Λ2) /2ΧΥ。圖6示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。該方法以接收工作空氣需求610開始?？蓮膱DI的輸入設(shè)備(未顯示)接收工作空氣需求。作為示例，具有鉆鑿裝置應(yīng)用的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者可輸入鉆管直徑、鉆頭直徑和用于沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度(UHV)。工作空氣需求隨后可如上面描述地被計(jì)算。在實(shí)施例中，工作空氣需求可為輸送到工作空氣出口閥36的期望的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣壓力和附接到工作空氣出口閥36的附件的直徑的指示。在實(shí)施例中，工作空氣需求可根據(jù)鉆頭深度改變。例如，工作空氣需求可每十(10)米增加約五(5) %?？赡苄枰黾拥墓ぷ骺諝庑枨髞碓黾記_洗空氣以補(bǔ)償鉆孔的較大深度。方法以調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口 620繼續(xù)?？烧{(diào)節(jié)的空氣入口 620可被調(diào)節(jié)到預(yù)定的開度以開始供應(yīng)工作空氣。選擇性地，方法可包括在步驟620之前計(jì)算使空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口輸送工作空氣需求的設(shè)置。可如上面所述地計(jì)算空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口(參見圖I的元件12)的設(shè)置。如上面描述的，在實(shí)施例中，控制器可將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到在短時(shí)間段或短鉆孔距離中比所計(jì)算的設(shè)置要小的值。在實(shí)施例中，控制器可計(jì)算用于空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制的設(shè)置。例如，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM的數(shù)值或用于離合器的設(shè)置。方法以測(cè)量所輸送的工作空氣壓力630繼續(xù)。所輸送的工作空氣壓力的示例在圖I中作為沖洗空氣壓力傳感器16D被示出。可在包括工作空氣被輸送的位置處或附近的不 同位置中測(cè)量所輸送的工作空氣壓力?？扇缟厦婷枋龅貙?duì)所輸送的工作空氣壓力計(jì)算運(yùn)行平均值。方法以比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求640繼續(xù)。如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力大于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟660。如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力小于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟650。在實(shí)施例中，比較可用以確定測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力和工作空氣需求是否在預(yù)定的量?jī)?nèi)，以確定是否調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥。在實(shí)施例中，步驟640可包括比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與最小的工作空氣壓力，并且如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力不大于最小的工作空氣壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度。最小工作空氣壓力可為維持最小量的沖洗空氣以使得鉆頭不被未從鉆孔中沖洗出的碎屑破壞或卡住的設(shè)置。如果方法不繼續(xù)到步驟650或步驟660，則該方法可返回到630。選擇性地，該方法可包括以下步驟計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求，測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，以及比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力。調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的這些步驟和相應(yīng)的步驟可按上述實(shí)施。選擇性地，該方法可包括比較接收器壓力與最大(max)和最小(min)值。調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的該步驟和相應(yīng)的步驟可按上述實(shí)施。方法可由于多種原因而終止。在這些原因中，控制器可接收到不再需要工作空氣的指示和/或控制器可接收到空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)被切斷的指示時(shí)，該方法可能終止。在實(shí)施例中，控制器可調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，控制器可設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或控制器可設(shè)定離合器控制。因此，已經(jīng)說明了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。圖7A和圖7B示出在分別對(duì)于用于支撐鉆鑿裝置的常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)與本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例的空氣接通狀態(tài)和空氣斷開狀態(tài)的實(shí)際測(cè)試期間的燃料消耗。所進(jìn)行的實(shí)際試驗(yàn)的以下描述可適用于圖7和圖8。利用實(shí)際的鉆鑿裝置來進(jìn)行試驗(yàn)。在試驗(yàn)期間，在空氣斷開(參見圖4元素420)情況下使用空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100 (參見圖3)達(dá)二百六十二(262)小時(shí)并且在空氣接通(參見圖4元素420和430)情況下使用空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100 (參見圖3)達(dá)三百一^h(310)小時(shí)。這是百分之五十四(54) (%)的鉆孔與不鉆孔的比率?；阢@頭(參見圖I和圖3，元件42)和鉆管38 (參見圖I和圖3以進(jìn)行以下論述)尺寸，沖洗空氣44的最佳向上鉆孔速度(UHV)被計(jì)算為8000英尺/分鐘，其中需要具有1000CRM的壓縮機(jī)容積。帶有七點(diǎn)六二五英寸(7. 625")鉆管38的九英寸(9〃)鉆頭42具有在鉆管38和鉆孔40之間的約八分之五英寸(5/8〃)的間隙，以使來自鉆孔的碎屑離開鉆孔40。為了補(bǔ)償小的面積，UHV被增加到一萬(10，000)英尺/分鐘。圖7A示出對(duì)于空氣斷開710的二十(20)個(gè)鉆孔714中的每個(gè)鉆孔的所消耗的燃料712的平均量的比較。線716是對(duì)于常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。線718是對(duì)于根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100 (圖4，元素420)。例如，對(duì)于鉆孔“4”，常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)每小時(shí)消耗約一百零二(102)升燃料720，而根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100每小時(shí)消耗四十二(42)升燃料722。在對(duì)于圖7A示出的二十個(gè)孔的平均中，根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100比常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)消耗的燃料少約百分之五十八點(diǎn)五(58. 5%)。 圖7B示出對(duì)于空氣接通730的二十(20)個(gè)鉆孔734中的每個(gè)鉆孔的所消耗的燃料732的平均量的比較。線736是對(duì)于常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。線738是對(duì)于根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100 (圖4，元素430)。例如，對(duì)于鉆孔“4”，常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)每小時(shí)消耗約一百五十(150)升燃料740，而根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100每小時(shí)消耗一百零一(101)升燃料742。在對(duì)于圖7B示出的二十個(gè)孔的平均中，根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100比常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)消耗的燃料少約百分之三十三點(diǎn)三(33. 3%)。圖8A和圖SB示出在分別對(duì)于用于支撐鉆鑿裝置的常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)與本文描述的本發(fā)明的實(shí)施例的空氣接通狀態(tài)和空氣斷開狀態(tài)的實(shí)際測(cè)試期間的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。圖8A示出對(duì)于空氣斷開810 (參見圖4的元素420)的二十(20)個(gè)鉆孔814中的每個(gè)鉆孔的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷812的比較。發(fā)動(dòng)機(jī)為圖I和圖3中的元件18。線816是對(duì)于常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。線818是對(duì)于根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100 (圖4，元素420)。例如，對(duì)于鉆孔“4”，常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)具有約百分之五十(50%)的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷820，而根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100具有約百分之十四(14%)的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷822。在對(duì)于圖8A示出的二十個(gè)孔的平均中，根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100與常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)相比具有百分之七十二點(diǎn)九(72. 9%)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷平均減少。圖8B示出對(duì)于空氣接通830 (參見圖4的元素430)的二十(20)個(gè)鉆孔834中的每個(gè)鉆孔的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷832的比較。發(fā)動(dòng)機(jī)為圖I和3中的元件18。線836是對(duì)于常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。線838是對(duì)于根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100(圖4，元素420)。例如，對(duì)于鉆孔“4”，常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)具有約百分之八十二(82%)的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷840，而根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100具有約百分之五十二(52%)的平均發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷842。在對(duì)于圖8B示出的二十個(gè)孔的平均中，根據(jù)本文公開的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100與常規(guī)控制的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)相比具有百分之三十六點(diǎn)三(36. 3%)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷平均減少。通過空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100自動(dòng)地節(jié)流大小調(diào)節(jié)來應(yīng)付地面情況而完成圓844中的鉆孔834。通過將空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100節(jié)流成保持固定的最佳計(jì)算體積而完成圓846中的鉆孔834。根據(jù)本文公開的本發(fā)明的實(shí)施例的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100具有以下優(yōu)點(diǎn)。所使用的燃料被減少。發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷被減小，這減少發(fā)動(dòng)機(jī)上的磨損和操作發(fā)動(dòng)機(jī)的成本。用作沖洗空氣的壓縮空氣的量被減少，這減少用于控制灰塵所需的水的量。較低的壓縮機(jī)負(fù)荷將延長(zhǎng)空氣壓縮機(jī)壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)上的較低的負(fù)荷將延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。鉆鑿裝置需要被維護(hù)的次數(shù)被減少。對(duì)于試驗(yàn)所使用的鉆鑿裝置，估計(jì)對(duì)于六千(6，000)操作小時(shí)(約一年的全面服務(wù))，燃料消耗將減少二十六萬九千(269，000 )升。另外，通過測(cè)量空氣壓縮機(jī)的真空度控制空氣壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)從空氣壓縮機(jī)下游進(jìn)行壓力測(cè)量時(shí)，在系統(tǒng)中沒有固有的延遲時(shí)間。圖9示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。示例性公式在下文中用于計(jì)算。其它公式是可能的且方法不限于在以下示例中使用的具體公式。方法以接收工作空氣需求 910開始?？蓮膱DI的輸入設(shè)備(未顯示)接收工作空氣需求。作為示例，具有鉆鑿裝置的應(yīng)用的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者可以輸入鉆管直徑、鉆頭直徑和用于沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度(UHV)。工作空氣需求隨后可被計(jì)算如下公式(I):工作空氣需求=DX (Β/10002-Α/10002)/183·4。其中A=鉆管直徑，B=鉆頭直徑，且D=期望的UHV。在實(shí)施例中，工作空氣需求可為輸送到工作空氣出口閥36的期望的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣壓力和附接到工作空氣出口閥36的附件的直徑的指示。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣體積?？蛇x擇地，方法可以以計(jì)算用于空氣壓縮機(jī)的輸出控制的設(shè)置來輸送工作空氣需求920繼續(xù)。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的輸出控制可為可調(diào)節(jié)的空氣入口和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間的離合器控制。以下是對(duì)于當(dāng)空氣壓縮機(jī)的輸出控制為可調(diào)節(jié)的空氣入口時(shí)的情形。空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口(參見圖I的元件12)的設(shè)置可如下?；谟脩糨斎胗?jì)算空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)所能夠輸送的最大UHV為公式(2):最大UHV=CX183.4/(B/10002-A/10002)。其中 A=鉆管直徑，B=鉆頭直徑，且C=如果可調(diào)節(jié)的空氣入口完全打開則空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)所能夠輸送的最大量。從上面，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的最大百分比的量可計(jì)算如下公式(3):最大百分比=工作空氣需求/最大UHV。由最大百分比，控制器22可計(jì)算用于可調(diào)節(jié)的入口閥的設(shè)置，使得最大百分比的空氣流入可調(diào)節(jié)的入口閥中。例如，控制器22可基于線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)計(jì)算蝶形閥的張角。例如參見圖5B，其中公式(4):角度=六0^(父/'2+￥/'2-(￥+2)/'2)/2父￥。其中X=鐘形曲柄長(zhǎng)度Y=致動(dòng)器縮回長(zhǎng)度Z=致動(dòng)器的伸長(zhǎng)。由公式(4)，控制器22可設(shè)定用于蝶形閥的期望角度的致動(dòng)器伸長(zhǎng)，使得最大百分比的空氣流入空氣壓縮機(jī)中。因此，可根據(jù)對(duì)于圖5的可調(diào)節(jié)的入口閥的實(shí)施例所示出的以上示例計(jì)算可調(diào)節(jié)的入口閥的設(shè)置。在實(shí)施例中，控制器可計(jì)算用于發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM的數(shù)值的設(shè)置或用于離合器的設(shè)置。方法可選擇地以將空氣壓縮機(jī)的輸出控制調(diào)節(jié)到所計(jì)算的設(shè)置930繼續(xù)。例如，對(duì)于圖5的可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的實(shí)施例，控制器可將線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)設(shè)置到一定值，使得蝶形閥允許最大百分比的空氣流入空氣壓縮機(jī)中。因而，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可基于接收工作空氣需求而進(jìn)行可調(diào)節(jié)的入口閥的初始設(shè)置。在實(shí)施例中，控制器可調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，控制器可設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或控制器可設(shè)置離合器控制。在實(shí)施例中，控制器可將可調(diào)節(jié)的空氣入口調(diào)節(jié)到小于所計(jì)算的設(shè)置的值。例如，線性致動(dòng)器的伸長(zhǎng)可被設(shè)定為所計(jì)算的設(shè)置的百分之五十(50)的值。這可具有如下優(yōu)點(diǎn)當(dāng)首先開始鉆孔時(shí)，空氣體積較小，使得來自鉆頭的空氣的沖刷不會(huì)將孔的頂部驅(qū)散。減小的計(jì)算設(shè)置可持續(xù)僅短時(shí)間段或短鉆孔距離。例如，僅第一個(gè)(I)鉆孔或僅兩(2)米鉆孔?？赏ㄟ^深度傳感器和/或通過用戶輸入來檢測(cè)鉆孔的距離。在實(shí)施例中，控制器可設(shè)置空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。 方法以計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求940繼續(xù)。以下示例示出當(dāng)在空氣壓縮機(jī)(圖I中的20)的空氣入口(圖I中的19)處測(cè)量空氣壓縮機(jī)的空氣壓力時(shí)可如何計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力。最大百分比可按上面的公式(3)計(jì)算。由最大百分比，壓縮機(jī)的估計(jì)的空氣壓力可計(jì)算如下公式(5):以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力=(-0. 29x(最大百分比X100))+30。由以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力，來自壓力傳感器(圖I中的16A)的以毫安(mA)為單位的估計(jì)壓力可計(jì)算如下公式(6):以mA為單位的估計(jì)壓力=(O. 533X以Hg為單位的估計(jì)的空氣壓力)
+4 ο該示例中的空氣壓縮機(jī)的所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力為以Hg為單位的估計(jì)壓力。在實(shí)施例中，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可被預(yù)先確定并儲(chǔ)存起來，使得控制器基于所接收的工作空氣需求來查找估計(jì)的空氣壓力值。在實(shí)施例中，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可被調(diào)節(jié)以補(bǔ)償系統(tǒng)中空氣泄漏和補(bǔ)償壓縮空氣的其它使用。因此，如上面示例示出的，可計(jì)算以Hg為單位的估計(jì)空氣壓力并且壓力可被測(cè)量并輸送到控制器。方法可選地以過去預(yù)定量的時(shí)間950繼續(xù)。如果已經(jīng)過去預(yù)定量的時(shí)間，則該方法跳過基于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的步驟。預(yù)定量的時(shí)間可為比如10秒到幾分鐘的時(shí)間段。在實(shí)施例中，預(yù)定量的時(shí)間可足夠長(zhǎng)，以致絕不會(huì)跳過基于計(jì)算的估計(jì)空氣壓力而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的步驟。如果還沒有過去預(yù)定量的時(shí)間，則該方法繼續(xù)比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力960?？諝鈮嚎s機(jī)的測(cè)量到的壓力當(dāng)由控制器接收時(shí)可按毫安計(jì)，且如上面說明的，所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力可轉(zhuǎn)變?yōu)楹涟沧x數(shù)。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力，則方法以步驟970繼續(xù)。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力，則方法以步驟980繼續(xù)。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力必須小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量，以使方法繼續(xù)步驟970。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力必須大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，以使方法繼續(xù)步驟980。通過包括預(yù)定的較大量和預(yù)定的較小量，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)可以不太可能急劇地波動(dòng)。例如，預(yù)定的較大量可超過所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力20%且預(yù)定的較小量可低于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力20%，使得將以所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力加或減20%的范圍控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)?；诳諝鈮嚎s機(jī)的測(cè)量到的壓力調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥具有如下優(yōu)點(diǎn)測(cè)量到壓力可以是比設(shè)置可調(diào)節(jié)的入口閥的打開量更精確地指示由空氣壓縮機(jī)輸送的空氣的實(shí)際體積的指示。這可能是由于多種原因。這些原因包括溫度差可使得難以將可調(diào)節(jié)的入口閥設(shè)定到特定打開值且可調(diào)節(jié)的入口閥可能難以校準(zhǔn)。在步驟970中，控制器增加空氣壓縮機(jī)的輸出控制。在實(shí)施例中，增加可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，使得空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)輸送更多的壓縮空氣。方法然后返回到步驟950。在實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM被增加。在實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間的離合器控制被增加。在步驟980中，減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制的開度。在實(shí)施例中，減小可調(diào)節(jié)的入口閥的開度，使得空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)輸送更少的壓縮空氣。在實(shí)施例中，減小發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM。在實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間的離合器控制被減小。如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力既不小于也不大于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力(可能 地有預(yù)定的較小量和預(yù)定的較大量)，則步驟960繼續(xù)到步驟990。步驟990確定所輸送的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，可通過計(jì)算所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值來確定已確定的輸送工作空氣壓力。所輸送的工作空氣壓力的示例在圖I中作為沖洗空氣壓力傳感器16D被示出?？稍诓煌恢脺y(cè)量所輸送的工作空氣壓力。可通過對(duì)所輸送的工作空氣壓力的測(cè)量到的壓力有規(guī)律地重復(fù)取樣并且然后在預(yù)定時(shí)間段之后除以樣品數(shù)目來計(jì)算在預(yù)定的時(shí)間段比如10秒內(nèi)的運(yùn)行平均值。許多其它的預(yù)定時(shí)間段是可能的，比如2秒和10分鐘。另外，能夠以許多不同的方式計(jì)算運(yùn)行平均值。例如，可取所輸送的工作空氣壓力中的三(3)個(gè)讀數(shù)并且三(3)個(gè)讀數(shù)的中間讀數(shù)可用于與工作空氣需求比較。作為另一示例，可通過監(jiān)測(cè)所輸送的工作空氣壓力來確定所輸送的工作空氣壓力并且如果工作空氣壓力下降到低于工作空氣需求某一預(yù)定量(例如，百分之五(5))以下，則所輸送的工作空氣壓力的低于百分之五(5)的值可用于確定是否調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)。在實(shí)施例中，高或低的所輸送的工作空氣壓力的讀數(shù)可被忽略。在實(shí)施例中，所輸送的工作空氣壓力的讀數(shù)通過控制器在一段時(shí)間內(nèi)被估計(jì)并用于確定是否調(diào)節(jié)輸送的工作空氣壓力。在步驟990之后，方法繼續(xù)比較已確定的輸送工作空氣壓力與工作空氣需求995。已確定的輸送工作空氣壓力可如上面解釋地被確定。在實(shí)施例中，可通過比較所計(jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求來比較已確定的輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求995?？蓪⑺?jì)算的運(yùn)行平均值與工作空氣需求(來自于上面的公式(I)和步驟210)比較。如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值大于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟980。如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值小于工作空氣需求，則該方法繼續(xù)到步驟970。在實(shí)施例中，如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值大于工作空氣需求一個(gè)第二預(yù)定的較大量，則該方法可繼續(xù)到步驟980。第二預(yù)定的較大量可為一個(gè)固定量或?yàn)楣ぷ骺諝庑枨蟮囊粋€(gè)百分?jǐn)?shù)。在實(shí)施例中，如果所計(jì)算的運(yùn)行平均值小于工作空氣需求一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則該方法可繼續(xù)到步驟970。第二預(yù)定的較小量可為一個(gè)固定量或?yàn)楣ぷ骺諝庑枨蟮囊粋€(gè)百分?jǐn)?shù)。上面和下面論述的所有預(yù)定量可在該方法繼續(xù)期間被調(diào)節(jié)，以改善空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的性能。在實(shí)施例中，控制器可使用所輸送的工作空氣壓力來確定是否調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)。
在實(shí)施例中，工作空氣需求可根據(jù)鉆頭深度改變。例如，工作空氣需求可每10米增加約5%?？赡苄枰黾拥墓ぷ骺諝庑枨髞碓黾記_洗空氣以補(bǔ)償鉆孔的較大深度。可從深度傳感器(圖I中的16E)或從來自輸入設(shè)備的用戶輸入確定鉆頭的深度。另外，如果工作空氣需求根據(jù)鉆頭深度改變，則控制器可重新計(jì)算已計(jì)算過的估計(jì)空氣壓力。在實(shí)施例中，工作空氣需求可被增加以補(bǔ)償空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)中的泄漏。例如，軟管可能具有泄漏。如果方法不繼續(xù)到步驟970或步驟980，則該方法繼續(xù)到選擇性的步驟997。步驟997比較接收器壓力與最大(max)和最小(min)值。如果接收器壓力(例如圖I的元件16C)大于max (max對(duì)于低壓操作來說可為每平方英寸100磅(psi)且對(duì)于高動(dòng)力操作來說可為550psi)，則方法繼續(xù)到步驟980。如果接收器壓力(例如圖I的元件16C)小于max (min對(duì)于低壓操作來說可為30psi且對(duì)于高動(dòng)力操作 來說可為80psi)，則方法繼續(xù)到步驟970。否則，該方法繼續(xù)返回到步驟950。如果選擇性的步驟997不出現(xiàn)，則如果方法不繼續(xù)到步驟970或步驟980，那么方法從步驟995繼續(xù)到步驟950。方法可由于多種原因而終止。在這些原因中，控制器可接收到不再需要工作空氣的指示和/或控制器可接收到空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)被切斷的指示時(shí)，該方法可能終止。因此，已經(jīng)說明了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。在實(shí)施例中，步驟990和步驟995是可選的。在實(shí)施例中，步驟960、步驟995和步驟997可按不同的順序。在實(shí)施例中，該方法可以在步驟980和步驟970中不調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥，直到根據(jù)步驟960和步驟995以及選擇性地根據(jù)步驟997確定是否需要調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥為止。該方法可以優(yōu)先順序排列步驟960、步驟995和步驟997中的一個(gè)或多個(gè)，以確定是否調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥?？蛇x擇地，或者另外，該方法可基于在960、995以及選擇性地997中的基于在每個(gè)比較中有多少調(diào)節(jié)量被指示的權(quán)重的比較結(jié)果來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥。在實(shí)施例中，步驟980可包括比較所輸送的工作空氣壓力與最小的工作空氣壓力，并且如果所輸送的工作空氣壓力不大于最小的工作空氣壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制。最小工作空氣壓力可為維持最小量的沖洗空氣以使得鉆頭不被未從鉆孔中沖洗出的碎屑破壞或卡住的設(shè)置。在實(shí)施例中，步驟980可包括比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與用于最少工作空氣的最小壓力，并且如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力不大于用于最小工作空氣壓力的最小壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制。用于最小工作空氣壓力的最小壓力可為使空氣壓縮機(jī)輸送最小工作空氣壓力的確定壓力。在實(shí)施例中，步驟970和步驟980可包括調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的不同的輸出控制。例如，離合器控制可被增加或減小，和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM可被增加或減小。圖10示出控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法的示例。方法以接收工作空氣需求1010開始?？蓮膱DI的輸入設(shè)備(未示出)接收工作空氣需求。作為示例，具有鉆鑿裝置的應(yīng)用的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)100的使用者可以輸入鉆管直徑、鉆頭直徑和用于沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度(UHV)。工作空氣需求隨后可如上面描述地被計(jì)算。在實(shí)施例中，工作空氣需求可為輸送到工作空氣出口閥36的期望的工作空氣壓力。在實(shí)施例中，控制器22可接收期望的工作空氣壓力和附接到工作空氣出口閥36的附件的直徑的指示。在實(shí)施例中，工作空氣需求可根據(jù)鉆頭深度改變。例如，工作空氣需求可每十(10)米增加約五(5) %。可能需要增加的工作空氣需求來增加沖洗空氣以補(bǔ)償鉆桿的較大深度。在實(shí)施例中，工作空氣需求可根據(jù)系統(tǒng)中的泄漏而改變。例如，軟管中可具有泄漏，使得控制器或用戶輸入可調(diào)節(jié)工作空氣需求，用以補(bǔ)償泄漏。方法以調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制1020繼續(xù)。在實(shí)施例中，空氣壓縮機(jī)的輸出控制可為可調(diào)節(jié)的空氣入口和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或發(fā)動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)之間的離合器控制。在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)的空氣入口可被調(diào)節(jié)到預(yù)定的開度，以開始供應(yīng)工作空氣。在實(shí)施例中，可調(diào)節(jié)的發(fā)動(dòng)機(jī)可被設(shè)定到預(yù)定的RPM。在實(shí)施例中，離合器可被設(shè)定到預(yù)定的設(shè)置?？蛇x地，方法可包括在步驟1020之前計(jì)算用于空氣壓縮機(jī)的輸出控制的設(shè)置。例如，可計(jì)算用于使空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口輸送工作空氣需求的設(shè)置?？扇缟厦嫠龅赜?jì)算空氣壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)的空氣入口(參見圖I的元件12)的設(shè)置。在實(shí)施例中，計(jì)算控制空氣壓縮機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM。在實(shí)施例中，計(jì)算用于離合器的設(shè)置。如上面描述的，在實(shí)施例中，控制器可將空氣壓縮機(jī)的輸出控制調(diào)節(jié)到在短時(shí)間段或短鉆孔距離中比所計(jì)算的設(shè)置要小的值。方法以測(cè)量所輸送的工作空氣壓力1030繼續(xù)。所輸送的工作空氣壓力的示例在 圖I中作為沖洗空氣壓力傳感器16D被示出。可在包括工作空氣被輸送的位置處或附近的不同位置中測(cè)量所輸送的工作空氣壓力?？扇缟厦婷枋龅貙?duì)所輸送的工作空氣壓力計(jì)算運(yùn)行平均值。另外，能夠以許多不同的方式計(jì)算運(yùn)行平均值。例如，可取所輸送的工作空氣壓力中的三(3)個(gè)讀數(shù)并且三(3)個(gè)讀數(shù)的中間讀數(shù)可用于與工作空氣需求比較。作為另一示例，可通過監(jiān)測(cè)所輸送的工作空氣壓力來確定所輸送的工作空氣壓力，并且如果工作空氣壓力下降到低于工作空氣需求某一預(yù)定量(例如，百分之五(5))以下，則所輸送的工作空氣壓力的低于百分之五(5)的值可用于確定是否調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)。在實(shí)施例中，高或低的所輸送的工作空氣壓力的讀數(shù)可被忽略。在實(shí)施例中，所輸送的工作空氣壓力的讀數(shù)通過控制器在一段時(shí)間內(nèi)被估計(jì)并用于確定是否調(diào)節(jié)輸送的工作空氣壓力。方法以比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與工作空氣需求1040繼續(xù)。如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力大于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟1060。如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力小于工作空氣需求，則該方法可繼續(xù)到步驟1050。在實(shí)施例中，比較可用以確定測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力和工作空氣需求是否在預(yù)定的量?jī)?nèi)，以確定是否調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥。在實(shí)施例中，步驟1040可包括比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與最小的工作空氣壓力，且如果測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力不大于最小的工作空氣壓力一個(gè)預(yù)定的量，則不減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制。最小工作空氣壓力可為維持沖洗空氣的最小量以使得鉆頭不被未從鉆孔中沖洗出的碎屑破壞或卡住的設(shè)置。如果該方法沒有繼續(xù)到步驟1050或步驟1060，則該方法可返回到1030。步驟1050和步驟1060調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制。例如，控制器可調(diào)節(jié)、可設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和/或控制器可設(shè)定離合器控制和/或控制器可設(shè)定可調(diào)節(jié)的入口閥的開度?？蛇x地，該方法可包括以下步驟計(jì)算空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使空氣壓縮機(jī)輸送工作空氣需求，測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力，以及比較空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力。調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的輸出控制的這些步驟和相應(yīng)的步驟可按上述實(shí)施?？蛇x地，該方法可包括比較接收器壓力與最大(max)和最小(min)值。調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的空氣入口閥的該步驟和相應(yīng)的步驟可按上述實(shí)施。方法可由于多種原因而終止。在這些原因中，控制器可接收到不再需要工作空氣的指示和/或控制器可接收到空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)被切斷的指示時(shí)，方法可能終止。因此，已經(jīng)說明了控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的方法。術(shù)語計(jì)算包括查找在可能已經(jīng)預(yù)加載或預(yù)計(jì)算好的表中的值以及獲取不涉及確切地計(jì)算出量值的計(jì)算量值的其它形式，但是可能涉及從可為本地或遠(yuǎn)程的儲(chǔ)存位置對(duì)量值進(jìn)行檢索。本發(fā)明的實(shí)施例可體現(xiàn)為用于對(duì)現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)的套件。升級(jí)的套件可包括用于對(duì)現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)的部分。該部分可包括上述的任何部分以及上述方法的具有如下形式的實(shí)施例，比如計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或ROM存儲(chǔ)器。另外，套件可包括用于將現(xiàn)有的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)升級(jí)成上述本發(fā)明的實(shí)施例的指令且可包括用于從因特網(wǎng)和/或從遠(yuǎn)程或本地計(jì)算機(jī)下載上述方法的實(shí)施例的指令。
盡管上述解釋限于鉆鑿裝置，但是應(yīng)理解，所公開的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)及其操作方法不限于鉆鑿裝置且可用于許多其它應(yīng)用中。盡管對(duì)本公開進(jìn)行了補(bǔ)充，但是這些補(bǔ)充不應(yīng)被認(rèn)為將前述公開限制為不包括這些補(bǔ)充。可利用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯控制器(PLC)或其它可編程邏輯設(shè)備、分立式門或晶體管邏輯、分立式硬件部件或設(shè)計(jì)成執(zhí)行本文描述的功能的上述的組合來實(shí)施或執(zhí)行關(guān)于本文公開的實(shí)施例描述的各種示例性的邏輯、邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但是在可選形式中，處理器可為任何常規(guī)處理器、控制器、微處理器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可被實(shí)施為計(jì)算設(shè)備的組合，例如DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、與DSP芯片結(jié)合的一個(gè)或更多個(gè)微處理器或任何其它這樣的配置。而且，關(guān)于本文公開的控制器22描述的方法或算法的步驟和/或動(dòng)作可以以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合來直接實(shí)現(xiàn)。軟件模塊可存在RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、記錄器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、⑶-ROM或本領(lǐng)域已知的存儲(chǔ)介質(zhì)的任何其它形式中。示例性的存儲(chǔ)介質(zhì)可聯(lián)接到處理器，使得處理器能夠從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息，并將信息寫入存儲(chǔ)介質(zhì)。在可選形式中，存儲(chǔ)介質(zhì)可與處理器形成為整體。而且，在一些方面，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可存在于ASIC。另外，ASIC可存在于用戶終端。在可選形式中，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可作為用戶終端中的分立部件的形式而存在。另外，在一些方面，方法或算法的步驟和/或動(dòng)作可作為機(jī)器可讀介質(zhì)和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的指令的一個(gè)指令或指令的任意組合或指令組的形式而存在。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得計(jì)算機(jī)可讀代碼被存儲(chǔ)起來并以分布方式被執(zhí)行。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)可限于非易失性計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。盡管結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明的所附權(quán)利要求書限定的精神和范圍的情況下可作出尚未具體描述的補(bǔ)充、刪除、修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，包括 空氣壓縮機(jī)，所述空氣壓縮機(jī)具有空氣入口和空氣出口，所述空氣壓縮機(jī)被構(gòu)造成壓縮來自所述空氣入口的空氣并將一定體積的壓縮空氣輸送到所述空氣出口； 輸出控制，所述輸出控制被構(gòu)造成控制由所述空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量； 工作空氣壓力傳感器，所述工作空氣壓力傳感器被構(gòu)造成測(cè)量所輸送的工作空氣的空氣壓力； 工作空氣出口閥，所述工作空氣出口閥與所述空氣壓縮機(jī)的所述空氣出口連通，所述工作空氣出口被構(gòu)造成當(dāng)所述工作空氣出口閥打開時(shí)將來自所述空氣壓縮機(jī)的所述空氣出口的所述一定體積中的至少一些體積的壓縮空氣作為工作空氣輸送；以及 控制器，所述控制器與可調(diào)節(jié)的入口閥和所述工作空氣壓力傳感器通訊，其中所述控制器被構(gòu)造成接收工作空氣需求，并且所述控制器被構(gòu)造成基于所輸送的工作空氣的測(cè)量 到的空氣壓力與所述工作空氣需求的比較來調(diào)節(jié)所述輸出控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器被構(gòu)造成通過以下中的至少一項(xiàng)來調(diào)節(jié)所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和調(diào)節(jié)離合器控制。
3.據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器被構(gòu)造成通過確定所輸送的工作空氣的測(cè)量到的空氣壓力在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行平均值來調(diào)節(jié)所述輸出控制，并且如果所述運(yùn)行平均值小于所述工作空氣需求多于一個(gè)預(yù)定的較小量，則調(diào)節(jié)所述輸出控制，以增加到達(dá)所述空氣壓縮機(jī)的所述空氣入口的空氣的量，并且如果所述運(yùn)行平均值大于期望的沖洗空氣壓力多于一個(gè)預(yù)定的較大量，則調(diào)節(jié)所述輸出控制，以減小到達(dá)所述空氣壓縮機(jī)的所述空氣入口的空氣的量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器被構(gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的所述測(cè)量到的空氣壓力小于預(yù)定的較小量時(shí)調(diào)節(jié)所述輸出控制，以增加由所述空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量，并且所述控制器被構(gòu)造成當(dāng)所輸送的工作空氣的所述測(cè)量到的空氣壓力大于預(yù)定的較大量時(shí)調(diào)節(jié)所述輸出控制，以減小由所述空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的空氣的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器還被構(gòu)造成基于存儲(chǔ)信息確定所述輸出控制的設(shè)置，以輸送所述工作空氣需求，并且所述控制器被構(gòu)造成將所述輸出控制調(diào)節(jié)到所確定的設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中基于接收到以下輸入來確定所述工作空氣需求鉆管直徑、鉆頭直徑和用于鉆孔的沖洗空氣的期望的向上鉆孔速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述工作空氣壓力傳感器位于鉆孔中且測(cè)量沖洗空氣壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)，其中所述控制器還被構(gòu)造成基于鉆頭的深度調(diào)節(jié)所述工作空氣需求，其中從以下中的至少一項(xiàng)接收鉆頭的深度被構(gòu)造成測(cè)量鉆頭在鉆孔中的深度的深度傳感器，或被構(gòu)造成接收所述鉆頭的深度的指示的輸入設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空氣壓縮機(jī)，其中所述控制器還被構(gòu)造成如果所述工作空氣出口閥打開，則調(diào)節(jié)所述輸出控制，以維持對(duì)于輸送的工作空氣出口閥而言的最小壓力。
10.一種控制空氣壓縮機(jī)的方法，所述方法包括接收工作空氣需求； 調(diào)節(jié)所述空氣壓縮機(jī)的輸出控制； 測(cè)量所輸送的工作空氣壓力； 比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與所述工作空氣需求； 如果所述工作空氣需求大于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第一預(yù)定的較大量，則增加所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制；以及 如果所述工作空氣需求小于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則減小所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中增加所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制包括 增加以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和離合器控制； 且其中減小所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制包括 減小以下中的至少一項(xiàng)可調(diào)節(jié)的入口閥的開度、發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM和離合器控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 確定所輸送的工作空氣壓力的運(yùn)行平均值； 比較所確定的運(yùn)行平均值與所述工作空氣需求； 如果所述工作空氣需求大于所確定的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較大量，則減小所述輸出控制；以及 如果所述工作空氣需求小于所確定的運(yùn)行平均值一個(gè)第二預(yù)定的較小量，則增加輸出控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 確定所述空氣壓縮機(jī)的所述輸出控制的設(shè)置，以輸送所述工作空氣需求；以及 將所述輸出控制調(diào)節(jié)到所確定的設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 確定所述空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力，以使所述空氣壓縮機(jī)輸送所述工作空氣需求； 測(cè)量所述空氣壓縮機(jī)的壓力； 比較所述空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力與所確定的估計(jì)空氣壓力； 如果所述空氣壓縮機(jī)的所述測(cè)量到的壓力大于所確定的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，則減小所述輸出控制；以及 如果所述空氣壓縮機(jī)的所述測(cè)量到的壓力小于所確定的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量，則增加所述輸出控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中測(cè)量所述空氣壓縮機(jī)的壓力包括 測(cè)量所述空氣壓縮機(jī)的壓力，其中測(cè)量到的壓力為所述空氣壓縮機(jī)內(nèi)部的壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中如果所述工作空氣需求小于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力還包括 當(dāng)所述工作空氣需求小于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量和所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力大于最小的工作空氣壓力時(shí)，則減小所述輸送控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 基于鉆頭的深度增加所述工作空氣需求。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括 減少所述工作空氣需求持續(xù)以下中的至少一項(xiàng)短時(shí)間段或短鉆孔距離。
19.一種鉆鑿裝置，所述鉆鑿裝置被構(gòu)造成根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法控制空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)。
20.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括 第一組代碼，所述第一組代碼用于響應(yīng)于接收工作空氣需求而使計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)輸出控制，所述輸出控制被構(gòu)造成控制由空氣壓縮機(jī)壓縮的空氣的量； 第二組代碼，所述第二組代碼用于使計(jì)算機(jī)測(cè)量所輸送的工作空氣壓力； 第三組代碼，所述第三組代碼用于使計(jì)算機(jī)比較測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力與所述工作空氣需求； 第四組代碼，所述第四組代碼用于在所述工作空氣需求大于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較大量時(shí)使計(jì)算機(jī)增加所述輸出控制；以及 第五組代碼，所述第五組代碼用于在所述工作空氣需求小于所述測(cè)量到的所輸送的工作空氣壓力一個(gè)第二預(yù)定的較小量時(shí)使計(jì)算機(jī)減小所述輸出控制。
全文摘要
空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)、升級(jí)套件、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用于控制空氣壓縮機(jī)以改進(jìn)性能的方法。所述方法可包括接收工作空氣需求；確定空氣壓縮機(jī)的估計(jì)空氣壓力以輸送工作空氣需求；測(cè)量空氣壓縮機(jī)的壓力；比較測(cè)量到的壓力與所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力；如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力大于所確定的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較大量，則減小空氣壓縮機(jī)的輸出控制；以及如果空氣壓縮機(jī)的測(cè)量到的壓力小于所計(jì)算的估計(jì)空氣壓力一個(gè)預(yù)定的較小量，則增加空氣壓縮機(jī)的輸出控制?？苫谒斔偷墓ぷ骺諝獾臏y(cè)量到的壓力控制空氣壓縮機(jī)。油控制系統(tǒng)可切斷通到空氣壓縮機(jī)的各部分的油。
文檔編號(hào)E21B44/00GK102859116SQ201180020314
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者格朗特·安德魯·菲爾德, 西莫·塔納爾, 卡爾·印格瑪森 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司