【壓縮機網】1、引言

　　空氣壓縮機的壓力監視和控制系統，一直以來都是壓縮機設計工作者高度關注的課題。筆者對于空氣壓縮機在運行中壓力失控而產生的事故記憶猶新，也刻骨銘心。因此，在空氣壓縮機的壓力監視和控制系統的改進和變革中，一直以來都高度關注，對各種監視和控制系統的實際運行潛心研究。并細心琢磨各類系統的優勢和缺陷，有針對性的進行結果和效益對比，提出最佳方案，力爭空氣壓縮機的監視和控制系統水平達到更優的高度。

　　本文的目的就是在以反比例閥為核心器件的壓力監視和控制系統的應用過程中，將其對比優勢和效益進行理論分析。作為新型產品應用的論理文章，向業界推廣。

　　2、正文

　　在空氣壓縮機的壓力監視和控制系統中，其改進道路永無止境，正所謂沒有最好，只有更好。幾十年來，在空氣壓縮機的運行過程中，壓力監視和控制系統的核心器件，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的柱塞上，而柱塞的另一端由可調整彈簧力的彈簧作用，柱塞在柱塞腔內往復移動。其柱塞在柱塞腔內的位置由壓縮氣體力和彈簧力的比較結果確定。壓力控制器上還有電氣系統的動靜觸頭，靜觸頭固定在壓力控制器的本體上，而動觸頭隨柱塞移動。當空氣壓縮機的工作壓力達到了彈簧的預緊力之后，柱塞將壓縮彈簧。與柱塞一同運行的動觸頭，將與壓力控制器本體上的靜觸頭碰觸而接通電氣信號。電氣系統接收到此信號后將切斷壓縮機主電機的電源（小功率壓縮機）或控制壓縮機的進氣口關閉（大功率壓縮機），使空氣壓縮機進入安全運行狀態。當空氣壓縮機的系統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，電氣系統又恢復原來的狀況，空氣壓縮機重新進入運行狀態，以此完成一個工作循環，達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視和控制系統，對壓縮機的壓力控制是有效的。因此，這個系統在壓縮機的運行上服務了幾十年。

　　但問題是：空氣壓縮機在正常的運行中，負荷和卸荷是循環往復交替進行的。在大多數工作條件下，其工作狀態的轉換次數是非常頻繁的。由于壓力控制器柱塞和彈簧的慣性力都比較大，而工作狀態的轉換又極其頻繁。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的正常運行中失效，則可能產生非常嚴重的后果。因此，改進空氣壓縮機的壓力監視和控制系統一直是空氣壓縮機的設計工作者們孜孜不倦的研究課題。

　　最近幾年，空氣壓縮機的壓力監視和控制應用領域，反比例閥作為壓力監視和控制的核心器件的應用開始展露頭角，反比例閥的最大優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反向比例，即輸入信號較弱時，輸出信號較強；而當輸入信號逐漸增強時，其輸出信號卻慢慢減弱，直至消失。反比例閥上有調整旋紐，可調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，在空氣壓縮機的壓力監視和控制系統上的應用非常適宜，主要優異在于：

　　反比例閥在空氣壓縮機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，因此閥芯運行非常平緩，沒有慣性力的作用。

　　當空氣壓縮機初始起動時，氣體壓力較低，輸入信號較弱，但由于此時反比例閥內的輸出通道面積最大，因此有較強的信號輸出給空氣壓縮機進氣閥的控制氣缸，可在較短時間內打開進氣閥，促使空氣壓縮機迅速進入全負荷運行狀態。

　　當空氣壓縮機的系統壓力逐漸升高時，反比例閥內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，直至閥芯關閉輸出通道，使進氣閥的控制氣缸失去推動力而關閉空氣壓縮機的進氣閥，壓縮機進入卸荷狀態。

　　由于反比例閥上有調整旋紐，控制壓力范圍有一定的調整空間，實現無級氣量調節功能，使用起來非常便利。

　　3、結論

　　機器設計制造的一個重要環節是保證機器設備的安全運行，對于動力類機器設備運行過程中監視和控制環節更加重要，因為這類機器設備是為其它工程施工提供動力能量的。因此，這類機器設備出現安全保障事故，其破壞能力巨大，空氣壓縮機就屬于動力機器設備。

　　本文涉及的問題，是對動力類機器設備的氣體壓力進行監視和控制時，對安全保障系統進行性能有效升級、優化的技術性課題。本文對反比列閥進行的概括性論述，以及將其在壓力監視和控制系統上的實際應用進行評價，從而獲得的實際應用效果顯著，具有推廣的價值。

　　當然，技術改進不會止步，更優的選擇正在孕育之中。

　　參考文獻

　　[1] 郁永章.容積式壓縮機技術手冊.[M] 北京.機械工業出版社.2000.10。

　　[2] 龔飛鷹、劉傳君等.控制閥實用手冊.[M] 北京.化學工業出版社.2015.10。

　　[3] 陳守紅.自動控制技術及儀表.[M] 北京.機械工業出版社.1997.5。

　　作者簡介

　　南遙(1985-)，本科，工程師，西安交通大學壓縮機專業進修。研究方向為螺桿壓縮機工程技術，現任職于上海佳力士機械有限公司。

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