CN102287609A - 低温旋转设备及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低温旋转设备，其包括旋转部件以及对旋转部件及其上的润滑油脂进行加热的加热部件，借助于该加热部件可以对低温旋转设备内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，以使该旋转设备能够在低温环境下正常运行并且具有较宽的适用温度范围。本发明还提供一种低温旋转设备的运行方法，其中，所述低温旋转设备包括旋转部件，所述运行方法包括对所述旋转部件及其润滑油脂进行加热的加热步骤，借助于该加热步骤可以对低温旋转设备内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，从而使得该旋转设备在低温环境下仍能够正常运行并且具有较宽的适用温度范围。

Description

低温旋转设备及其运行方法

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种用于低温环境下的旋转设备以及其运行方法。

背景技术

随着各行业低温技术能力的不断提高和市场需求的不断扩大，越来越多的旋转设备需要被应用在-30℃以下、甚至-40℃以下的低温环境中，这就要求旋转设备所采用的轴承及其润滑油脂能够在低温环境中正常工作以保证整体设备安全运行。

目前，为了使轴承及润滑油脂能在低温环境正常工作，通常采用的手段是选用低温型轴承钢材加工轴承并采用低温润滑油脂作为其润滑油脂。尽管这种方式能够在一定程度上满足旋转设备在低温环境下运行的要求，但在实际应用中，由于现有低温润滑油脂本身存在产品型号较少、价格较高且在低温环境下性能下降等问题。此外，当环境温度降低至-40℃以下(甚至-30℃以下)时，现有低温润滑油脂的粘度仍然会大大增加，相应地该润滑油脂的润滑性能也会大大降低，进而增加设备启动和轴系运行载荷，降低旋转设备的运行效率，甚至这还会直接导致旋转设备损坏或寿命缩短。因此，即便采用低温润滑油脂作为其润滑油脂，现有的旋转设备也仍然存在着适用温度范围窄的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种低温旋转设备，其通过自身所具有的加热部件而对其内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，以使该旋转设备能够在低温环境下正常运行并且具有较宽的适用温度范围。

类似地，为解决上述技术问题，本发明还提供一种低温旋转设备的运行方法，其通过对旋转部件及其润滑油脂进行加热而使该旋转设备能够在低温环境下正常运行。

为此，本发明提供一种低温旋转设备，其包括旋转部件以及对旋转部件及其上的润滑油脂进行加热的加热部件。

其中，所述加热部件包括外部感应加热器，其设置在所述旋转部件的外围，并通过感应加热的方式对其所围绕的旋转部件及润滑油脂进行加热。

其中，所述旋转部件为轴承，所述加热部件包括电热丝、电感线圈和/或承载有热媒的热媒管路，并且至少在所述轴承的内轴、内圈、外圈和外轴其中之一开设有加热部件凹槽，所述电热丝、电感线圈和/或热媒管路埋设于所述加热部件凹槽内。

其中，所述加热部件借助于所述加热部件凹槽而排布成螺旋线形状、闭合圆环状、条带状或者蛇形管状。

其中，所述加热部件凹槽靠近所述轴承内轴与轴承内圈的装配面或者靠近所述轴承外轴与轴承外圈的装配面而设置。

其中，所述热媒包括热气体和/或热液体，所述热媒管路包括热气体管路和/或热液体管路。

优选地，本发明提供的低温旋转设备还包括彼此电连接的控制单元和加热开关单元，其中，所述加热开关单元设置在加热源和加热部件之间，并在所述控制单元的控制下接通或者断开加热部件与加热源之间的连接；所述控制单元用于判断是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并在确定需要进行加热时向所述加热开关单元发出接通加热源以进行加热的指示；以及用于判断是否需要停止加热，并在确定需要停止加热时向所述加热开关单元发出断开加热源的指示。

其中，所述加热源包括电源或热媒源，所述加热开关单元包括电力开关或用于热媒管路的阀门。

优选地，本发明提供的低温旋转设备还包括温度传感器，其用于检测与所述润滑油脂的温度相关的参数，并将测量值传输到控制单元；并且所述控制单元根据与所述润滑油脂的温度相关的参数的测量值而确定所述润滑油脂的温度测量值，并基于所述润滑油脂的温度测量值及温度设定值而确定是否需要向所述加热开关单元发出接通加热源的指示。

其中，所述温度设定值包括加热启动温度和加热停止温度，并且所述控制单元判断出所述润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度时，则判定需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并向所述加热开关单元发出接通加热源的指示；或者所述控制单元判断出所述润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度时，则判定无需进行加热，并向所述加热开关单元发出断开加热源的指示。

此外，本发明还提供一种低温旋转设备的运行方法，所述低温旋转设备包括旋转部件，并且所述运行方法包括对所述旋转部件及其润滑油脂进行加热的加热步骤，以使所述旋转设备在低温环境下仍能够正常运行。

其中，在所述加热步骤中可以借助于设置在所述旋转部件外围的感应加热器而对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

其中，在所述加热步骤中可以借助于设置在所述旋转部件内部的加热部件而对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

其中，所述旋转部件为轴承，所述加热部件包括电热丝、电感线圈和/或承载热媒的热媒管路，至少在所述轴承的内轴、内圈、外圈和外轴其中之一开设有加热部件凹槽，所述电热丝、电感线圈和/或热媒管路埋设于所述加热部件凹槽内。

其中，所述加热部件借助于所述加热部件凹槽而排布成螺旋线形状、闭合圆环状、条带状或者蛇形管状。

其中，所述热媒包括热气体和/或热液体，所述热媒管路包括热气体管路和/或热液体管路，所述加热部件凹槽靠近所述轴承内轴与轴承内圈的装配面或者靠近所述轴承外轴与轴承外圈的装配面而设置。

优选地，在本发明提供的低温旋转设备的运行方法中，在所述加热步骤之前还包括判断步骤，用以判断是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热；并且在确定需要进行加热时，使加热部件连接到加热源而进入加热步骤；在确定无需进行加热时，使加热部件不连接加热源。

其中，所述加热源包括电源或热媒源。

优选地，本发明提供的低温旋转设备的运行方法还包括温度测量步骤，用于获得与所述润滑油脂的温度相关的参数的测量值，以基于此而确定所述润滑油脂的温度测量值，并且在所述判断步骤中，根据所述润滑油脂的温度测量值及温度设定值而确定是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

其中，所述温度设定值包括加热启动温度和加热停止温度，并且在所述判断步骤中，若判断出所述润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度，则确定需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并使加热部件连接到加热源而进入加热步骤；若判断出所述润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度，则断开加热部件和加热源之间的连接。

相对于现有技术，本发明具有下述有益效果：

由于本发明提供的低温旋转设备设置有加热部件，借助于该加热部件可以对低温旋转设备内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，以使该旋转设备能够在低温环境下正常运行并且具有较宽的适用温度范围。

类似地，由于本发明提供的低温旋转设备的运行方法中包含有加热步骤，借助于该加热步骤可以对低温旋转设备内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，从而使得该旋转设备在低温环境下仍能够正常运行并且具有较宽的适用温度范围。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的旋转设备沿轴向的剖视图；

图2为本发明第二实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图；

图3为本发明第三实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图；

图4为本发明第四实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图；

图5为本发明第五实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图；

图6为本发明一个具体实施例提供的低温旋转设备运行方法的流程示意图；以及

图7为本发明另一个具体实施例提供的低温旋转设备运行方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的低温旋转设备及其运行方法进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的部分，标注相同标号。

请参阅图1，本发明第一实施例提供的旋转设备包括旋转部件、设置在旋转部件内的加热部件106、温度传感器107、加热开关单元(图中未示出)及控制单元(图中未示出)。

其中，本实施例中的旋转部件可以为轴承，其具体包括轴承内轴101、轴承内圈102、轴承外圈104、轴承外轴105以及设置在轴承内圈102和轴承外圈104之间的滚动体103，并且在彼此配合装配的轴承内轴101和轴承内圈102之间形成内轴装配面，在彼此配合装配的轴承外圈104和轴承外轴105之间形成外轴装配面。本文中为了描述方便，将内轴装配面和外轴装配面统称为装配面。

在本实施例中，加热部件可以为电热丝106，其埋设于轴承内轴101内并与之绝缘。在实际应用中，在轴承内轴101和轴承内圈102装配之前，在轴承内轴101上靠近内轴装配面的位置处均匀分布有螺旋线状的加热部件凹槽108，将电热丝106嵌入其内，而后采用绝缘物质封闭加热部件凹槽108，从而将电热丝106埋设于轴承内轴101，并且从其上引出连接端用于连接作为加热源的电源。在实际应用中，电热丝106在轴承内轴101上的延伸距离(即，图1中标号A所示尺寸)一般应小于轴承内圈102的宽度(即，图1中标号B所示尺寸)。如果考虑到电热丝106的可更换性，则在满足轴承内轴101的强度及其他相关因素的前提下，可使尺寸A大于尺寸B，但应对电热丝106超出轴承内圈102的宽度B的那部分进行安全防护，以保证其安全性。

在本实施例中，控制单元分别与温度传感器107和加热开关单元电连接。其中，温度传感器107设置在轴承内圈102和轴承外圈104之间，用于检测与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数，并将测量值传输至控制单元，以基于该测量值而获得轴承及其润滑油脂的温度。在此，温度传感器107可以具体采用热电偶、热电阻或者红外温度传感器等；并且，当采用热电偶时，与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数可以是电压值；当采用热电阻时，与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数可以是电阻值，等等。至于温度传感器107的安装位置，可根据轴承结构、设备结构等情况进行合理选择，其选择原则为：使基于该温度传感器107而获得的轴承及润滑油脂的温度测量值尽可能准确地反映该润滑油脂的实际温度状况。

至于控制单元，其可以根据来自温度传感器107的与润滑油脂的温度相关的参数的测量值，确定所述润滑油脂的温度测量值，并基于润滑油脂的温度测量值及预设的温度设定值而确定是否需要对轴承及其润滑油脂进行加热。当控制单元确定需要进行加热时，向加热开关单元发出连通加热源的指示；当控制单元确定无需进行加热时，向加热开关单元发出不连通加热源的指示。

在此，预设的温度设定值可以包括下述两个设定值：第一温度设定值(即，加热启动温度)和第二温度设定值(即，加热停止温度)。这样，若控制单元判断出润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度，则向加热开关单元发出连通加热源的指示，以对轴承及其润滑油脂进行加热；若控制单元判断出润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度，则向加热开关单元发出断开加热源的指示，以停止对轴承及其润滑油脂进行加热。

下面举例说明本实施例所提供的低温旋转设备的加热过程。例如，首先设定润滑油脂的温度测量值为T，加热启动温度为T1，加热停止温度为T2。然后，由控制单元根据温度测量值T、加热启动温度T1和加热停止温度T2来确定加热与否。具体地，若控制单元判断出T＜T1，则确定需要进行加热，并向诸如继电器等的加热开关单元发出接通电源的指示，即，使加热开关单元闭合，以使作为加热部件的电热丝经由闭合的加热开关单元而与电源连通，从而使电热丝开始工作而对轴承及其润滑油脂进行加热；若控制单元判断出T1＜T＜T2，则继续进行加热，直至再次获得的温度测量值T＞T2；若控制单元判断出T＞T2，则向加热开关单元发出断开电源的指示，即，使加热开关单元处于断开状态，以使电热丝与电源之间的连接断开，从而停止对轴承及其润滑油脂的加热。此后，轴承及其润滑油脂随环境温度自然变化，直到控制单元判断出重新检测的润滑油脂温度T小于设定温度T1时，则再次启动加热程序并重复以上过程。

在实际应用中，可以参照润滑油脂所需最低运行温度值来设定加热启动温度T1。例如，根据轴承及润滑油脂的低温性能来加热启动温度T1。具体地，首先，根据设备中轴承的正常工作要求，计算出轴承及润滑油脂正常运行中所能接受的最高润滑油脂粘度值η；然后，依据所用润滑油脂的实际粘温性能曲线，查出润滑油脂粘度值η时所对应的温度值T0；最后，根据设备的设计需要，选取适当的安全温度余量ΔT，进而确定系统的加热启动温度值T1＝T0+ΔT。

在实际应用中，通常需要综合考虑设备的使用需要、电热丝的加热效率、耗能等因素来设定和调整加热停止温度T2，并使其数值大于加热启动温度T1。例如，可以综合应考虑以下几个因素来确定加热停止温度T2：因素一，当润滑油脂的温度等于加热停止温度T2时，润滑油脂粘度的下降不会影响轴承的正常运行；因素二，加热停止温度T2与加热启动温度T1的间距不能太小，以避免频繁启/停加热程序；因素三，在满足以上两点的情况下，尽可能使加热停止温度T2的数值小，以减小加热能耗。

当然在实际应用中，在初次预设好加热启动温度T1和加热停止温度T2后，可以再根据加热系统的实际运行记录数据，适当调整和优化T1和T2的数值，以确保加热系统的高效运行。

需要指出的是，尽管前述实施例中将电热丝106设置在轴承内轴101中，但是在实际应用中，其可以单独或者同时设置在轴承内轴101、轴承内圈102、轴承外圈104或轴承外轴105中任意一个或任意多个中。并且，优选地靠近装配面而设置，以便使热量能够更快以及更高效地传递到润滑油脂，从而节约能源。

尽管前述实施例中采用电加热的方式，即，加热源为电源，并且加热部件采用嵌入到轴承内部的电热丝，但是在实际应用中，也可以采用其他形式的加热方式，例如，采用热的气体或者液体来作为热媒，即，加热源为热气体或者热液体，加热部件为设置在轴承内部的诸如热气体管路和/或热液体管路的热媒管路，并且该热媒管路可以类似于前述图1所示的方式设置于旋转部件中，即，在旋转部件上开设加热部件凹槽，将热媒管路埋设于该凹槽中。进一步地，即便采用电源作为加热源时，也可以采用感应辐射加热的方式，例如，将感应加热器设置在轴承的外部，并通过感应加热器的热辐射而对轴承及其润滑油脂进行加热；或者将电感线圈像前述电热丝那样地设置在轴承的内部，并通过电感线圈的热辐射而对轴承及其润滑油脂进行加热。

进一步需要指出的是，尽管前述实施例中设置有控制单元以及温度传感器，并且基于温度测量值和温度设定值而判断是否需要对轴承及其润滑油脂进行加热，但是在实际应用中，也可以采用其他的形式：例如，仅设置控制单元，并且采用定时加热的方式来对轴承及其润滑油脂进行加热；再如，不设置用于控制加热的控制单元，而是使加热部件始终对轴承及其润滑油脂进行加热，例如使热媒管路中始终通入热媒。

还需要指出的是，在实际应用中，加热部件凹槽的形状可以不局限于前述螺旋线状，而是也可以采用诸如闭合圆环状、条带状或者蛇形管状等的形状，如下述图2至图5所示。

请参阅图2，其中示出了本发明第二实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图，其中的水平方向表示轴承的轴向，竖直方向表示轴承的周向。

在本发明第二实施例提供的低温旋转设备中，轴承装配面300呈筒状，加热部件凹槽301可以设置成环绕轴承装配面300的多个闭合的圆环状安装凹槽301，并且这些圆环状安装凹槽301沿轴承的轴向均匀排布。如图2所示，筒状的轴承装配面300在该展开图中呈现为平面矩形，并且原本在筒状轴承装配面300上所形成的六个闭合的圆环状安装凹槽301在该展开图中则呈现为六个垂直于轴承轴向的竖直条带状安装凹槽301，并且这六个竖直条带状安装凹槽301沿轴承的轴向均匀排布。加热部件埋设在该竖直条带状安装凹槽301中，并且因竖直条带状安装凹槽301的约束而排布成环绕轴承装配面300的六个闭合圆环。

请参阅图3，其中示出了本发明第三实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图，其中的水平方向表示轴承的轴向，竖直方向表示轴承的周向。

在本发明第三实施例提供的低温旋转设备中，轴承装配面300呈筒状，加热部件凹槽301可以设置成多个沿轴承的轴向延伸的条带状安装凹槽301，并且这些安装凹槽301沿筒状装配面300的周向均匀排布。如图3所示，筒状轴承装配面300在该展开图中呈现为平面矩形，并且原本在筒状轴承装配面300上所形成的四个条带状安装凹槽301在该展开图中则呈现为四个平行于轴承轴向的水平条带状安装凹槽301且沿轴承的周向均匀排布。加热部件埋设在该水平条带状安装凹槽301中，并且因水平条带状安装凹槽301的约束而排布成沿装配面300的周向均匀分布的条带状。

请参阅图4，其中示出了本发明第四实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图，其中的水平方向表示轴承的轴向，竖直方向表示轴承的周向。

在本发明第四实施例提供的低温旋转设备中，轴承装配面300呈筒状，加热部件凹槽301设置成环绕装配面300的蛇形管状安装凹槽301，并且该蛇形管状安装凹槽301沿轴承的轴向延伸且均匀排布。如图4所示，筒状轴承装配面300在该展开图中呈现为平面矩形，并且原本在筒状轴承装配面300上所形成的蛇形管状安装凹槽301在该展开图中则依然呈现为沿轴承的周向延伸的蛇形管状，并且该蛇形管状安装凹槽301沿轴承的轴向延伸且均匀排布。加热部件则埋设在该蛇形管状安装凹槽301中，并且因蛇形管状安装凹槽301的约束而排布成沿轴承的轴向延伸且均匀蛇形管状。

请参阅图5，其中示出了本发明第五实施例中的埋设有加热部件的轴承装配面的展开图，其中的水平方向表示轴承的轴向，竖直方向表示轴承的周向。

在本发明第五实施例提供的低温旋转设备中，轴承装配面300呈筒状，加热部件凹槽301设置成蛇形管状安装凹槽301，并且该蛇形管状安装凹槽301沿装配面300的周向延伸并均匀排布。如图5所示，筒状轴承装配面300在该展开图中呈现为平面矩形，并且其上所形成的蛇形管状安装凹槽301在该展开图中则依然呈现为沿轴承的周向延伸且均匀排布的蛇形管状。加热部件则埋设在该蛇形管状安装凹槽301中，并且因蛇形管状安装凹槽301的约束而排布成沿轴承的周向延伸的蛇形管状。

需要指出的是，尽管前述实施例中的加热部件凹槽及埋设于其内的加热部件在装配面上大致均匀地分布，然而在实际应用中也可以不局限于此。而且，螺旋线、闭合圆环、条带以及蛇形管的数量可以不局限于前述各实施例所示。当然，加热部件凹槽的形状也不局限于前述各实施例所示，例如，也可以设置成一个环绕装配面并且沿轴承的轴向延伸的筒状凹槽，加热部件在其内借助于填充物而被排布成所需的形状，特别需要指出的是，当加热源为电源时，在排布加热部件时必须确保加热部件彼此间以及加热部件与轴承之间的绝缘。

进一步需要指出的是，前述实施例中的加热部件可以靠近轴承内轴与轴承内圈的装配面或靠近轴承外轴与轴承外圈的装配面而设置，保证轴承及润滑油脂的加热效果。而且，埋设在加热部件凹槽内的电热丝和/或热媒管路应当不突出所述装配面，从而避免影响轴承内轴与轴承内圈以及轴承外轴与轴承外圈之间的装配。

此外，本发明还提供一种包含有旋转部件的低温旋转设备的运行方法。该运行方法包括对旋转部件及其润滑油脂进行加热的加热步骤，具体地，通过对在低温环境下运行的旋转部件及其润滑油脂进行加热而使该旋转设备在低温环境下仍能够正常运行。通常，可以借助于设置在旋转部件外围的感应加热器，而对旋转部件及其润滑油脂进行加热；或者借助于设置在旋转部件内部的加热部件而对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

下面结合图6和图7所示实施例对本发明提供的低温旋转设备的运行方法进行详细描述。为了便于说明，下面将旋转部件具体化为轴承。

请参阅图6，在步骤610中，通过温度传感器来测量与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数，并基于此而获得轴承及其润滑油脂的温度的测量值。

在步骤620中，判断上述温度测量值是否小于预设的加热启动温度，若是，则转到步骤630；若否，则转到步骤650。

在步骤630中，闭合加热开关，即，使加热部件与加热源之间的连接连通，而后转到步骤640。

在步骤640中，加热部件对轴承及其润滑油脂进行加热，以保证旋转设备在低温环境下仍能正常运行。

在步骤650中，继续判断温度测量值是否小于预设的加热停止温度，若是，则直接转到步骤640；若否，则转到步骤660。

在步骤660中，断开加热开关，即，断开加热部件与加热源之间的连接，从而使加热部件停止加热。

通过上述描述可以看出，在图6所示实施例所提供的方法中，只要是轴承及其润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度，就使加热部件与加热源连通而对轴承及其润滑油脂进行加热，并且仅在轴承及其润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度时，才断开加热部件与加热源之间的连接，从而停止加热轴承及其润滑油脂。在轴承运行过程中一直重复上述过程。换言之，在图6所示实施例所提供的方法中，一旦加热部件停止加热后，只要是轴承及其润滑油脂的温度测量值小于加热停止温度，就立即启动加热过程，而不再考虑加热启动温度，也就是说，这种情况下，加热启动温度相当于该旋转设备在每一次开机运行过程中首次加热时的启动温度，而后，只要是轴承及其润滑油脂的温度测量值小于加热停止温度，该旋转设备就一直处于加热过程中。

请参阅图7，为本发明另一个具体实施例提供的低温旋转设备运行方法的流程示意图。

在步骤710中，通过温度传感器来测量与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数，并基于此而获得轴承及其润滑油脂的温度测量值。

在步骤720中，判断上述温度测量值是否小于预设的加热启动温度，若是，则转到步骤730；若否，则转到步骤740。

在步骤730中，使加热开关处于闭合状态，将加热部件连接到加热源，以便加热部件对轴承及其润滑油脂进行加热。

在步骤740中，继续判断温度测量值是否小于预设的加热停止温度，若是，则同样转到步骤730；若否，则转到步骤750。

在步骤750中，断开加热开关，即，断开加热部件与加热源之间的连接而使加热部件停止加热。经过一段时间后，轴承及其润滑油脂的温度自然回落，而后进入步骤760。

在步骤760中，通过温度传感器来重新测量与轴承及其润滑油脂的温度相关的参数，并基于此而获得轴承及其润滑油脂的温度测量值。

在步骤770中，判断温度测量值是否小于预设的加热停止温度，若是，则转到步骤790；若否，则转到步骤780。

在步骤780中，使加热开关处于断开状态，加热部件停止加热。而后，再次转到步骤760。

在步骤790中，继续判断温度测量值是否小于预设的加热启动温度，若是，则转到步骤800；若否，则转到步骤780。

在步骤800中，使加热开关处于闭合状态，将加热部件连接到加热源，以便加热部件对轴承及其润滑油脂进行加热。而后，再次转到步骤760。

通过上述描述可以看出，在图7所示实施例提供的方法中，一旦加热部件停止加热后，只有在轴承及其润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度时，才启动加热过程。由此可见，相比于图6所示实施例，在图7所示实施例中，加热部件工作的时间较短，这不仅能够节约能源，而且还能够减少加热部件的疲劳损耗，从而延长加热部件及整个旋转设备的使用寿命。

综上所述，无论采用上述哪个实施例，本发明提供的低温旋转设备的运行方法都能够有效地对运行在低温环境下的轴承及润滑油脂进行均匀的智能加热，使其能始终工作在最佳的温度环境之中而不受到外部环境低温的影响，进而保障整体设备正常、安全地在低温环境下正常运行。

需要指出的是，在实际应用中，基于不同的加热源而选定不同的加热部件及加热开关。例如，当加热源为电源时，加热部件可以采用电热丝和感应加热器，加热开关可以采用诸如继电器等的电力开关；当加热源为气体热源或液体热源时，加热部件可以采用气体或者液体的热媒管路，加热开关可以为用于热媒管路的阀门。

而且，当加热部件为感应加热器时，其可以设置在旋转部件的外部；当加热部件为电热丝、电感线圈或热媒管路时，其可以设置在旋转部件的内部，至于具体的设置位置及设置方式，可以参照前面结合图1至图5所作的描述，在此不再赘述。

可以理解的是，尽管前述实施例提供的运行方法具有温度测量过程及温度比较判断过程，但是在实际应用中，也可以不采用前述方式改而采用下述方式：方式一，不考虑温度测量值及温度设定值而始终保持加热部件与加热源之间连通，也就是说，在旋转设备低温运行过程中，一直对其内的旋转部件及其润滑油脂进行加热，例如，一直在旋转设备内通入诸如热气体或者热液体的热媒；方式二，基于经验设定旋转设备加热持续时间以及加热间隔时间，而不必考虑旋转设备当前的温度，只要是到达加热持续时间即停止加热，或者到达加热间隔时间即启动加热，等等。

还可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种低温旋转设备，其特征在于，包括旋转部件以及对旋转部件及其上的润滑油脂进行加热的加热部件。

2.如权利要求1所述的低温旋转设备，其特征在于，所述加热部件包括外部感应加热器，其设置在所述旋转部件的外围，并通过感应加热的方式对其所围绕的旋转部件及润滑油脂进行加热。

3.如权利要求1所述的低温旋转设备，其特征在于，所述旋转部件为轴承，所述加热部件包括电热丝、电感线圈和/或承载有热媒的热媒管路，并且至少在所述轴承的内轴、内圈、外圈和外轴其中之一开设有加热部件凹槽，所述电热丝、电感线圈和/或热媒管路埋设于所述加热部件凹槽内。

4.如权利要求3所述的低温旋转设备，其特征在于，所述加热部件借助于所述加热部件凹槽而排布成螺旋线形状、闭合圆环状、条带状或者蛇形管状。

5.如权利要求3所述的低温旋转设备，其特征在于，所述加热部件凹槽靠近所述轴承内轴与轴承内圈的装配面或者靠近所述轴承外轴与轴承外圈的装配面而设置。

6.如权利要求3所述的低温旋转设备，其特征在于，所述热媒包括热气体和/或热液体，所述热媒管路包括热气体管路和/或热液体管路。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的低温旋转设备，其特征在于，还包括彼此电连接的控制单元和加热开关单元，其中：

所述加热开关单元设置在加热源和加热部件之间，并在所述控制单元的控制下接通或者断开加热部件与加热源之间的连接；

所述控制单元用于判断是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并在确定需要进行加热时向所述加热开关单元发出接通加热源以进行加热的指示；以及用于判断是否需要停止加热，并在确定需要停止加热时向所述加热开关单元发出断开加热源的指示。

8.如权利要求7所述的低温旋转设备，其特征在于，所述加热源包括电源或热媒源，所述加热开关单元包括电力开关或用于热媒管路的阀门。

9.如权利要求8所述的低温旋转设备，其特征在于，还包括温度传感器，其用于检测与所述润滑油脂的温度相关的参数，并将测量值传输到控制单元；并且

所述控制单元根据与所述润滑油脂的温度相关的参数的测量值而确定所述润滑油脂的温度测量值，并基于所述润滑油脂的温度测量值及温度设定值而确定是否需要向所述加热开关单元发出接通加热源的指示。

10.如权利要求9所述的低温旋转设备，其特征在于，所述温度设定值包括加热启动温度和加热停止温度，并且

所述控制单元判断出所述润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度时，则判定需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并向所述加热开关单元发出接通加热源的指示；或者

所述控制单元判断出所述润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度时，则判定无需进行加热，并向所述加热开关单元发出断开加热源的指示。

11.一种低温旋转设备的运行方法，所述低温旋转设备包括旋转部件，其特征在于，所述运行方法包括对所述旋转部件及其润滑油脂进行加热的加热步骤，以使所述旋转设备在低温环境下仍能够正常运行。

12.如权利要求11所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，在所述加热步骤中，借助于设置在所述旋转部件外围的感应加热器而对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

13.如权利要求11所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，在所述加热步骤中，借助于设置在所述旋转部件内部的加热部件而对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

14.如权利要求13所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，所述旋转部件为轴承，所述加热部件包括电热丝、电感线圈和/或承载热媒的热媒管路，至少在所述轴承的内轴、内圈、外圈和外轴其中之一开设有加热部件凹槽，所述电热丝、电感线圈和/或热媒管路埋设于所述加热部件凹槽内。

15.如权利要求14所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，所述加热部件借助于所述加热部件凹槽而排布成螺旋线形状、闭合圆环状、条带状或者蛇形管状。

16.如权利要求15所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，所述热媒包括热气体和/或热液体，所述热媒管路包括热气体管路和/或热液体管路，所述加热部件凹槽靠近所述轴承内轴与轴承内圈的装配面或者靠近所述轴承外轴与轴承外圈的装配面而设置。

17.如权利要求11-16中任意一项所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，在所述加热步骤之前还包括判断步骤，用以判断是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热；并且

在确定需要进行加热时，使加热部件连接到加热源而进入加热步骤；

在确定无需进行加热时，使加热部件不连接加热源。

18.如权利要求17所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，所述加热源包括电源或热媒源。

19.如权利要求18所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，还包括温度测量步骤，用于获得与所述润滑油脂的温度相关的参数的测量值，以基于此而确定所述润滑油脂的温度测量值，并且在所述判断步骤中，根据所述润滑油脂的温度测量值及温度设定值而确定是否需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热。

20.如权利要求19所述的低温旋转设备的运行方法，其特征在于，所述温度设定值包括加热启动温度和加热停止温度，并且

在所述判断步骤中，若判断出所述润滑油脂的温度测量值小于加热启动温度，则确定需要对旋转部件及其润滑油脂进行加热，并使加热部件连接到加热源而进入加热步骤；若判断出所述润滑油脂的温度测量值大于等于加热停止温度，则断开加热部件和加热源之间的连接。

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