CN106050673A - 一种空气压缩机冷却装置及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

一种空气压缩机冷却装置，包括油气冷却壳体，所述油气冷却壳体一端与电动机连接，另一端与端盖连接，在油气冷却壳体内设有隔套，隔套两端分别与油气冷却壳体和端盖密封相连，隔套与油气冷却壳体之间设有油气冷却腔，油气冷却壳体内还设有压缩装置，压缩装置与隔套之间设有保压腔，油气冷却壳体上设有连通压缩装置和油气冷却腔的排气管，隔套底部设有若干油气通气孔，油气冷却壳体底部设有润滑油，本申请的空气压缩机冷却装置具有结构简单、润滑良好、油气混合物在空气压缩机内的流通路线延长，油气混合物与冷却装置的接触面积大、接触时间长，散热充分等优点，解决了现有技术中存在的问题。

Description

一种空气压缩机冷却装置及其冷却方法

技术领域：

本发明涉及空气压缩机油气冷却技术领域，具体涉及一种空气压缩机冷却装置及其冷却方法。

背景技术：

目前，在汽车制造业、加工中心及建筑业等领域中，许多工作都是依靠压力气体来实现的，压力气体主要来源于空气压缩机，随着电气化设备的广泛发展和普及，电动空气压缩机越来越普及。现有电动空气压缩机主要包括有润滑和无润滑两种，其中无润滑的电动空气压缩机由于没有润滑油的保护使零件部件直接接触，导致压缩机构磨损快、寿命低，同时由于没有润滑油的密封作用，无油润滑电动空气压缩装置工作效率普遍较低。

有润滑油的电动空气压缩机在润滑油的作用下不仅能够保证各零部件良好的润滑，而且可以作为冷却介质将空气压缩机产生的热量传递出去，保证空气压缩机的正常运行。

但现有电动空气压缩机的气路设置不合理，油气混合物的流通路线较短，油气混合物与冷却装置的接触面积小、接触时间短，油气混合物不能充分的利用壳体散热装置散热造成散热装置的浪费，因此油气混合物中的润滑油无法充分与冷却装置接触传递热量，不能充分发挥润滑油作为冷却介质所起的作用，导致空气压缩机内部温度过高，最终影响空气压缩机的正常使用。

发明内容：

本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种空气压缩机冷却装置及其冷却方法，它具有结构简单、润滑良好、油气混合物在空气压缩机内的流通路线延长，油气混合物与冷却装置的接触面积大、接触时间长，散热充分等优点，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种空气压缩机冷却装置，包括油气冷却壳体，所述油气冷却壳体一端与电动机连接，另一端与端盖连接，在油气冷却壳体内设有隔套，所述隔套两端分别与油气冷却壳体和端盖密封相连，隔套与油气冷却壳体之间设有油气冷却腔，油气冷却壳体内还设有压缩装置，压缩装置与隔套之间设有保压腔，所述油气冷却壳体上设有连通压缩装置和油气冷却腔的排气管，所述隔套底部设有若干油气通气孔，所述油气冷却壳体底部设有润滑油，所述隔套内壁与端盖之间设有与保压腔连通的间隙，所述端盖内设有端盖排气管，端盖排气管的入口与间隙连通，端盖外侧设有油气分离器壳体，油气分离器壳体内设有油气分离器，油气分离器与端盖排气管的出口连通，油气分离器壳体通过端盖上设有的回油阀和回油管与压缩装置或油气冷却壳体底部连通。

所述隔套一端与油气冷却壳体之间设有壳体密封圈，另一端与端盖之间设有端盖密封圈。

所述隔套外壁两端与油气冷却壳体之间分别设有壳体密封圈和端盖密封圈。

所述隔套端部与油气冷却壳体过盈配合连接，另一端部与端盖过盈配合连接。

所述隔套与油气冷却壳体和端盖接触面上分别设有密封胶。

所述油气冷却壳体外壁上设有若干散热筋。

所述压缩装置包括定子和转子，转子偏心设计在定子内，转子上设有若干滑片，所述滑片将定子与转子之间的空腔分隔成若干工作腔，工作腔通过回油管和回油阀与油气分离器相连通。

所述油气分离壳体底部通过润滑油导管与压缩装置、电动机转轴连通。

所述油气分离器壳体上设有排气口。

一种空气压缩机冷却装置的冷却方法，包括以下步骤：

第一步，油气一级冷却

电动机启动带动空气压缩机工作，空气压缩机中的压缩装置对空气进行压缩，压缩装置将含有润滑油的压缩空气即油气混合物排出，经油气冷却壳体上的排气管排入油气冷却腔内，油气混合物与油气冷却壳体内壁及隔套外壁不断碰撞，使油气混合物中的部分油分子不断附着在油气冷却壳体内壁及隔套外壁上聚合形成油滴，油滴沿油气冷却壳体内壁或隔套外壁流入油气冷却壳体底部，在流动过程中油滴携带的热量充分传递到油气冷却壳体上，油气冷却壳体再将热量经散热筋传递到外界，实现油气一级冷却；

第二步，油气二级冷却

隔套两端分别与油气冷却壳体和端盖进行密封设计，油气冷却腔内的油气混合物经油气一级冷却后只能在压力的作用经隔套底部的油气通气孔流入保压腔内，油气混合物从油气通气孔流入保压腔时与油气冷却壳体底部的低温润滑油充分接触，油气混合物中的热量传递给低温润滑油，实现油气混合物的二级冷却；

油气混合物进入保压腔后，保压腔内的压力上升，使得油气冷却壳体底部的润滑油经润滑油导管进入压缩装置、电动机转轴等零部件实现润滑，同时润滑油进入压缩装置内，能对压缩空气进行冷却；

第三步，油气三级冷却

保压腔内的油气混合物流入间隙经端盖排气管进入油气分离器，油气分离器对油气混合物进行油气分离，经油气分离器分离后的压缩空气经排气口输出到储气装置，油气分离器分离出的润滑油经回油阀和回油管回流至压缩装置或油气冷却壳体底部，分离出的润滑油在回流过程中与端盖内的回油管充分接触，将热量传递给端盖，端盖在将热量传递到外界空气中，实现油气三级冷却。

本发明采用上述方案，针对现有空气压缩机无法充分利用润滑油进行冷却降温的技术问题，通过在油气冷却壳体内设计隔套形成油气冷却腔，实现油气一级冷却，通过将隔套两端部分别与油气冷却壳体和端盖进行密封设计，在隔套底部设有油气通气孔，改变了油气混合物的流向，使油气混合物与油气冷却壳体底部的低温润滑油充分接触实现油气二级冷却，油气混合物在空气压缩机内的流通路线延长，油气混合物与冷却装置的接触面积大、接触时间长，散热充分；通过回油阀和回油管，不仅能够循环利用润滑油，而且润滑油经端盖将热量散出、降低温度，通过逐层油气冷却，油气冷却效率提高，空气压缩机内的温度降低，延长了空气压缩机的使用寿命，保证了空气压缩机的正常使用。

附图说明：

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明图1中的A-A向剖视图；

图3是本发明实施例2的结构示意图；

图4是本发明实施例3的结构示意图；

其中，1、电动机，2、油气冷却壳体，3、隔套，4、压缩装置，5、端盖，6、回油阀，7、油气分离器，8、油气分离器壳体，9、端盖密封圈，10、润滑油，11、润滑油导管，12、壳体密封圈，13、油气冷却腔，14、保压腔，15、排气管，16、端盖排气管，17、排气口，18、回油管，19、油气通气孔，20、散热筋，21、工作腔，22、定子，23、转子，24、滑片，25、间隙。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

实施例1：如图1至2所示，一种空气压缩机冷却装置，包括油气冷却壳体2，油气冷却壳体2一端与电动机1连接，另一端与端盖5连接，在油气冷却壳体2内设有隔套3，隔套3两端分别与油气冷却壳体2和端盖5密封相连，隔套3与油气冷却壳体2之间设有油气冷却腔13，油气冷却壳体2内还设有压缩装置4，压缩装置4与隔套3之间设有保压腔14，油气冷却壳体2上设有连通压缩装置4和油气冷却腔13的排气管15，隔套3底部设有若干油气通气孔19，油气冷却壳体2底部设有润滑油10，隔套3内壁与端盖5之间设有与保压腔14连通的间隙25，端盖5内设有端盖排气管16，端盖排气管16的入口与间隙25连通，端盖5外侧设有油气分离器壳体8，油气分离器壳体8内设有油气分离器7，油气分离器7与端盖排气管16的出口连通，油气分离器壳体8通过端盖5上设有的回油阀6和回油管18与压缩装置4或油气冷却壳体2底部连通，通过密封设计，使得油气冷却腔13内的油气混合物只能从油气通气孔19流出，保证油滴、油气混合物充分与油气冷却壳体2内壁2充分接触传递热量，降低温度。

隔套3一端与油气冷却壳体2之间设有壳体密封圈12，另一端与端盖5之间设有端盖密封圈9，通过设计壳体密封圈12和端盖密封圈9实现密封设计，密封更加可靠。

油气冷却壳体2外壁上设有若干散热筋20，通过设计散热筋20加强散热能力。

压缩装置4包括定子22和转子23，转子23偏心设计在定子22内，转子23上设有若干滑片24，滑片24将定子22与转子23之间的空腔分隔成若干工作腔21。

油气分离壳体2底部通过润滑油导管11与压缩装置4、电动机1转轴连通。

油气分离器壳体2上设有排气口17。

一种空气压缩机冷却装置的冷却方法，包括以下步骤：

第一步，油气一级冷却

电动机1启动带动空气压缩机工作，空气压缩机中的压缩装置4对空气进行压缩，压缩装置4将含有润滑油10的压缩空气即油气混合物排出，经油气冷却壳体2上的排气管15排入油气冷却腔13内，油气混合物与油气冷却壳体2内壁及隔套3外壁不断碰撞，使油气混合物中的部分油分子不断附着在油气冷却壳体2内壁及隔套3外壁上聚合形成油滴，油滴沿油气冷却壳体2内壁或隔套3外壁流入油气冷却壳体2底部，在流动过程中油滴携带的热量充分传递到油气冷却壳体2上，油气冷却壳体2再将热量经散热筋20传递到外界，实现油气一级冷却；

第二步，油气二级冷却

隔套3两端分别与油气冷却壳体2和端盖5进行密封设计，油气冷却腔13内的油气混合物经油气一级冷却后只能在压力的作用经隔套3底部的油气通气孔19流入保压腔14内，油气混合物从油气通气孔19流入保压腔14时与油气冷却壳体2底部的低温润滑油10充分接触，油气混合物中的热量传递给低温润滑油10，实现油气混合物的二级冷却；

油气混合物进入保压腔14后，保压腔内的压力上升，使得油气冷却壳体2底部的润滑油10经润滑油导管11进入压缩装置4、电动机1转轴等零部件实现润滑；

第三步，油气三级冷却

保压腔14内的油气混合物流入间隙25经端盖排气管16进入油气分离器7，油气分离器7对油气混合物进行油气分离，经油气分离器分离后的压缩空气经排气口17输出到储气装置，油气分离器分离出的润滑油经回油阀6和回油管18回流至压缩装置4或油气冷却壳体2底部，分离出的润滑油10在回流过程中与端盖5内的回油管18充分接触，将热量传递给端盖5，端盖5在将热量传递到外界空气中，实现油气三级冷却。

通过以上三级逐层油气冷却，油气冷却效率提高，空气压缩机内的温度降低，延长了空气压缩机的使用寿命，保证了空气压缩机的正常使用。

实施例2：如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：隔套3外壁两端与油气冷却壳体2之间分别设有壳体密封圈12和端盖密封圈9，实现径向密封。其它与实施例1相同。

实施例3：如图4所示，本实施例与实施例1的区别在于：隔套3端部与油气冷却壳体2过盈配合连接，隔套3另一端部与端盖5过盈配合连接，通过过盈配合连接方式实现密封，节省零部件。隔套3与油气冷却壳体2和端盖5接触面上分别设有密封胶，通过设计密封胶进行辅助密封，增强过盈配合的可靠性。其它与实施例1相同。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种空气压缩机冷却装置，包括油气冷却壳体，所述油气冷却壳体一端与电动机连接，另一端与端盖连接，其特征在于：在油气冷却壳体内设有隔套，所述隔套两端分别与油气冷却壳体和端盖密封相连，隔套与油气冷却壳体之间设有油气冷却腔，油气冷却壳体内还设有压缩装置，压缩装置与隔套之间设有保压腔，所述油气冷却壳体上设有连通压缩装置和油气冷却腔的排气管，所述隔套底部设有若干油气通气孔，所述油气冷却壳体底部设有润滑油，所述隔套内壁与端盖之间设有与保压腔连通的间隙，所述端盖内设有端盖排气管，端盖排气管的入口与间隙连通，端盖外侧设有油气分离器壳体，油气分离器壳体内设有油气分离器，油气分离器与端盖排气管的出口连通，油气分离器壳体通过端盖上设有的回油阀和回油管与压缩装置或油气冷却壳体底部连通。

2.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述隔套一端与油气冷却壳体之间设有壳体密封圈，另一端与端盖之间设有端盖密封圈。

3.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述隔套外壁两端与油气冷却壳体之间分别设有壳体密封圈和端盖密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述隔套一端与油气冷却壳体过盈配合连接，另一端部与端盖过盈配合连接。

5.根据权利要求4所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述隔套与油气冷却壳体和端盖接触面上分别设有密封胶。

6.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述油气冷却壳体外壁上设有若干散热筋。

7.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述压缩装置包括定子和转子，转子偏心设计在定子内，转子上设有若干滑片，所述滑片将定子与转子之间的空腔分隔成若干工作腔，工作腔通过回油管和回油阀与油气分离器相连通。

8.根据权利要求1所述的一种空气压缩机冷却装置，其特征在于：所述油气分离壳体底部通过润滑油导管与压缩装置、电动机转轴连通。

9.一种如权利要求1所述的空气压缩机冷却装置的冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，油气一级冷却

电动机启动带动空气压缩机工作，空气压缩机中的压缩装置对空气进行压缩，压缩装置将含有润滑油的压缩空气即油气混合物排出，经油气冷却壳体上的排气管排入油气冷却腔内，油气混合物与油气冷却壳体内壁及隔套外壁不断碰撞，使油气混合物中的部分油分子不断附着在油气冷却壳体内壁及隔套外壁上聚合形成油滴，油滴沿油气冷却壳体内壁或隔套外壁流入油气冷却壳体底部，在流动过程中油滴携带的热量充分传递到油气冷却壳体上，油气冷却壳体再将热量经散热筋传递到外界，实现油气一级冷却；

第二步，油气二级冷却

隔套两端分别与油气冷却壳体和端盖进行密封设计，油气冷却腔内的油气混合物经油气一级冷却后只能在压力的作用经隔套底部的油气通气孔流入保压腔内，油气混合物从油气通气孔流入保压腔时与油气冷却壳体底部的润滑油充分接触，油气混合物中的热量传递给润滑油，实现油气混合物的二级冷却；

第三步，油气三级冷却

保压腔内的油气混合物流入间隙经端盖排气管进入油气分离器，油气分离器对油气混合物进行油气分离，经油气分离器分离后的压缩空气经排气口输出到储气装置，油气分离器分离出的润滑油经回油阀和回油管回流至压缩装置或油气冷却壳体底部，分离出的润滑油在回流过程中与端盖内的回油管充分接触，将热量传递给端盖，端盖在将热量传递到外界空气中，实现油气三级冷却。