CN107218499A - 引导在压缩机中使用的润滑油的压缩机热力阀单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及引导在压缩机中使用的润滑油的压缩机热力阀单元，具体而言提供了一种热力阀单元用于连同充油式螺杆压缩机一起使用。热力阀单元能够固定到外部管道部段并且能够包括与横越穿过管道部段的压缩空气处于热连通中的热响应元件。阀单元能够包括由热响应元件促动的可动的阀构件，该阀构件开启和关闭油通道以选择性地将油在被运送到充油式压缩机前引导到热交换器，或者在不穿过热交换器的情况下直接引导到压缩机。

Description

引导在压缩机中使用的润滑油的压缩机热力阀单元

技术领域

本发明大体涉及基于压缩机的热力阀单元(thermal valve unit)，并且更尤其地但不排他地涉及根据另一流体的检测到的温度控制流体的通道的热力阀单元。

背景技术

给在压缩过程中使用润滑油的压缩系统提供处于合适的温度下的润滑油仍然是关心的领域。一些现有的系统相对于某些应用具有各种缺点。因此，在该技术领域中仍然存在对于进一步贡献的需要。

发明内容

本发明的一个实施例是独特的热力阀单元。其它的实施例包括用于基于另一流体的温度促动用于输送一种流体的通道的设备、系统、装置、硬件、方法以及组合。本申请的此外的实施例、方式、特征、方面、益处和优点应从此处提供的说明书和图中将变得显而易见。

附图说明

图1描绘了现有技术的热力阀单元的一个实施例。

图2描绘了现有技术的热力阀单元的一个实施例。

图3描绘了热力阀单元的一个实施例。

图4描绘了在管道之上的热力阀单元的一个实施例。

图5描绘了热力阀单元的一个实施例。

图6描绘了在管道之上的热力阀单元的一个实施例。

图7描绘了连同压缩系统一起使用的热力阀单元的示意图。

具体实施方式

为了促进对本发明的原理的理解的目的，现在将参考在附图中所图示的实施例，并且将使用专用语言来描述所述实施例。然而将理解的是，不因此旨在限制本发明的范围。在描述的实施例中的任何变化和进一步的改型以及如在本文中描述的本发明的原理的任何其他的应用是预期的，如本发明涉及的领域的技术人员通常将想到的那样。

参考图1和图2，图示了现有技术的热力阀单元50。热力阀单元50能够连同可用于例如为设施提供压缩空气源的压缩系统(未示出)一起使用。在一个非限制性的实施例中，压缩系统包括充油式螺杆压缩机，在其中油结合螺杆压缩机的机械压缩元件一起使用以协助空气的压缩过程。在一些情形下期望当连同机械压缩元件一起使用时在热方面使油处于其既不太冷也不太热的状态下。太冷的油可将水蒸汽从待被压缩的气流中冷凝出来，导致在系统中的不期望的数量的液态水。太热的油可降低压缩机性能。

热力阀单元50构造成安装在相邻的压缩机管道的相应的端部之间，并且包括底座52，该底座52实质上为环形的且构造成安装在邻近的管道的端部之间。环形地成形的底座的周向范围包括第一轴向邻接侧边54，其与第二轴向邻接侧边56相对而置，其中相应的邻接侧边54和56接触相邻的邻近的管道的相应的端部。底座包括构造成容纳紧固部件例如螺栓的孔58，该紧固部件通过相应的孔安装在压缩机管道的法兰中。

现有技术的热力阀单元50还包括：热响应元件60，该热响应元件60延伸到管道的流体流动流中并且该热响应元件60与阀62机械地连接；和包括一系列内部通道的罩壳，所述内部通道依赖于阀62的运动可选择性地打开和关闭，该阀62由热响应元件的温度响应促动。通向和离开罩壳的流体通道包括来自蓄贮槽的油(标记为参考箭头68)、到油冷却器的油(标记为参考箭头70)、从油冷却器返回的油(标记为参考数字66)以及输出到压缩机的油(标记为参考数字64)。依赖于阀的位置，油能够从68流到64，或能够从68穿过70离开，从66返回，并且然后流到64。

图2描绘了在图1中图示的实施例的剖视图。在一种操作模式中，通道能够构造成通过热响应阀的动作以将从压缩机的蓄贮槽返回的相对热的油引导到油冷却器以用于后续的冷却。在另一种操作模式中，从油蓄贮槽返回的油能够被引导绕过油冷却器并且直接返回到压缩机以用于在压缩过程中的进一步使用。阀62包括孔72，当热响应元件60推动滑阀元件62到如在图中看到的右侧时，该孔72通向通道66。阀元件62是中空的以当孔72由环绕的阀体封闭时允许油从68经由孔74直接行进到64。阀体在76处扩大以允许油从68前进到70，然后通过66返回以在离开64前流动通过孔72。

现在转向图3和图4，本申请的一个实施例包括热力阀单元78，该热力阀单元78并非如在上面的实施例中那样装配在管道部段之间，而是装配在单个的管道部段80之上。热力阀单元78固定在压缩机导管的外区段上，并且安置在处于压缩机导管80的端部82和84中间的位置处。在一种方式中端部82和84的一个或两者能够包括法兰(图4显示了这样的实施例，即在其中两个端部都有法兰)，该法兰允许管道附接到其它的结构，例如子系统的入口或出口，附接到另一压缩机导管等等。在一个非限制性的方式中压缩机导管能够在一端附接到压缩机罩壳的出口，并且在另一端附接到分离器系统。

热力阀单元78用于调节在充油式压缩机(图4中未示出，但是在下面将讨论其简图)中的油的温度。在充油式压缩机中，期望的是使用具有足够的温度以避免在用于压缩的空气流中包含的水蒸汽的冷凝但并不足够热而影响压缩效率的油。因此，在一些情况中能够期望的是，在油的温度低的那些时段期间(诸如例如在启动或低环境温度条件期间)避免油热交换器的使用，但是当油的温度足够热而影响压缩效率时(诸如例如在升温后和/或在热环境条件期间)，有意地使用已经行进经过油冷却器/热交换器的油。

热力阀单元78能够包括与上面在图2中显示的相同的特征中的多个。例如，热力阀单元78包括突出到压缩空气的流动流中的热响应元件60，位于罩壳86内部的阀62，结合阀体操作以选择性地打开和关闭内部通道的孔(例如72和74)，以及允许油在如上面讨论的部件之间流动的开口64，66，68和70。热力阀单元78包括底座88，该底座88能够用于在罩壳86和压缩机管道88中间固定单元78就位。

虽然在图3中的热响应元件60显示成从热力阀单元78的底座88突出并且突出到在压缩机管道80内的压缩空气的流动流中，但并非所有的实施例都需要暴露于流动流。例如，在一些实施例中中间结构能够用于提供在管道80中的流体到阀之间的热连通，但另外防护热力阀单元78免于接触流体。例如，热传导材料能够暴露于流体，并且另外提供在流体和热响应元件60之间的导热性。这样的热传导材料能够暴露于在管道中的流体，而热响应元件60径向地位于热力阀的罩壳86的周边内部。也设想了其它的布置。

底座88能够采取如在图3中描绘的法兰90的形式，紧固装置(例如螺栓)能够穿过该法兰90将底座88固定到管道80。底座88具有任何数目的穿过其中的通孔以允许插入紧固装置例如螺栓以将底座固定到管道。在一些附加的和/或备选的实施例中，底座能够以化学的方式或以冶金的方式联结到管道。这样的冶金的联结能够包括多种技术，例如但不限于焊接和铜焊。

底座88包括接合表面(例如在图3中描绘的底座88的下侧)，该接合表面通常布置成横向于热响应元件60的轴线。在一些方式中底座88的下侧能够附加地和/或备选地包括在接合表面中的凹部，密封件例如但不限于O形环能够放置到该凹部中以为管道80提供不透流体密封。

在一些方式中，如在图示的实施例中，底座88是比位于罩壳86和底座88之间的中间的颈状部92具有更大的占用空间(footprint)的部件。在图示的实施例中的颈状部92包括圆形的横截面形状，但在其它的实施例中能够呈现不同的形状。在一些备选的实施例中，底座88能够是罩壳86的底侧，从而颈状部92完全不存在。

依赖于在任何给定的情况下的需要，底座88能够是弯曲的或平坦的，并且在一些形式中能够成形为与在管道80上的凸起连接。在底座88是弯曲的那些实施例中，底座88可仅仅部分地在管道80周围延伸，从而底座能够直接地固定到管道80而不需要在管道的端部上轴向地滑动并且滑动到其紧固位置中。

在图示的实施例中描绘的罩壳86在横截面上能够是正方形并且沿罩壳86的长度具有基本上相同的外部尺寸，但是在此也设想了其它的形状和尺寸。例如，罩壳86能够是圆形、锥形、或任何其它几何或非几何形状。如在图示的实施例中显示的那样罩壳86呈现了矩形形状。

罩壳86能够在使用多种技术的情况下由多种材料制成。在一个方式中罩壳86能够由冲压金属板状构造制成，阀体安置到该冲压金属板状构造中以提供内部，或者该罩壳86能够除了很多其它的方法和材料类型之外铸造成净形或近净形。在阀体位于罩壳86的外部部分内的那些实施例中，这样的外部部分能够称为壳体，在该壳体内存在有热力阀单元78的各种其它的通道和部件。贯穿罩壳壳体能够具有恒定的厚度。在一些方式中壳体包括可用于结构性地支撑罩壳的内部结构。

罩壳86建造成位于管道80外部并且在一些应用中能够在没有遮盖物的帮助的情况下暴露于环境条件。在这些应用中压缩机单元可不具有整体罩壳，压缩机单元的部件中的一些或全部例如马达、压缩机、管路等等位于该总体罩壳内。

在一些实施例中罩壳86能够具有安装成促进与导管/管路/管道/通道等等的连接的配件。配件能够呈现多种形式。在一些实施例中罩壳86能够包括预成形的孔，通过该孔能够做出螺栓连接以引导油到不同的部件例如油蓄贮槽、油热交换器等等/从不同的部件例如油蓄贮槽、油热交换器等等引导油。

管道80能够用于工业目的例如产生通过上面讨论的压缩系统制得的压缩空气。管道80包括用于大量运输压缩空气(并且可能压缩空气和油的混合物)的贯穿通道，如上文讨论的那样。管道80也能够包括在其外部圆柱形表面中的开口，该开口允许热力阀单元78暴露于横穿管道80的流体。这样的开口能够以上面提及的凸起为边界，并且在大多数实施例中通常位于管道的端部之间。在管道80中的开口能够部分地在管道80的外部部分周围周向地延伸。

管道80的部段能够为任何长度(例如从若干英寸到若干英尺)，并且能够是包括笔直管道部段和弯曲管道部段的任何构造。在一些方式中管道80形成为在两个其它大的管道部段之间轴向地延伸的联接装置。

如上面讨论的那样，管道80能够包括安装表面94，阀单元78将联接在该安装表面94上。安装表面能够是弯曲的或平坦的。在图4中显示的安装表面94描绘为具有相对平坦的表面形状的凸起，但是在此也设想了其它的形式。例如，安装表面94能够呈现管道部段的常规的外表面的形式。在一些方式中底座能够在没有凸起的情况下直接连接管道，在该情况中底座88可具有相对于管道的外部互补的形状。在管道80上的凸起能够由多种材料制成。在一种方式中在管道80上的凸起由与管道80不同的材料制成并且随后联结。

现在转向图5和图6，显示了热力阀单元78的一个备选的实施例，其包括形成的凹口96。这样的凹口96能够形成在罩壳96中。

现在转向图7，固定在管道部段80之上的热力阀单元78的一个实施例能够集成到具有多种部件(其中一些在上面讨论过)的压缩系统100中。压缩系统能够包括充油式螺杆压缩机102，该充油式螺杆压缩机102接收待被压缩并且运送到用户的空气104。压缩机102将压缩空气和油的混合流提供到分离器106，该分离器106提供压缩空气输出108和分离的油流110。在将油引导到热力阀单元78前，油流110被提供到收集油的油蓄贮槽112。基于横向穿过管道80的空气的温度，热力阀单元78能够促使将油从油蓄贮槽112直接引导到过滤器114，或者在将油运送到过滤器114之前将油引导到热交换器116(例如油冷却器)。在运送油用于在压缩机102中使用之前，过滤器114能够将污染物从油移除。热力阀单元78固定在其上的管道部段80能够代表位于压缩机102的下游或上游的部段。

本申请的一个方面提供了一种设备，该设备包含压缩机热力阀单元，该压缩机热力阀单元具有：热力阀罩壳，该热力阀罩壳具有外壳体，该外壳体包含多个孔，流体能够横越穿过这些孔，罩壳包围具有与多个孔流体连通的多个通道的内部，来自所述孔的流体能够穿过该多个通道；底座，该底座靠近热力阀的端部布置并且构造成当热力阀固定在压缩空气系统管道时支撑热力阀，该底座具有从底表面延伸的厚度和由横向长度部分地限定的占用空间，该底座的底表面具有与管道的外侧表面互补的形状，其中厚度小于横向长度，并且其中横向长度沿管道的轴向方向延伸；以及热力阀，该热力阀具有联接到热响应元件的阀体，所述阀体构造成响应热响应元件的激励而运动以打开和关闭在热力阀罩壳内的多个通道中的一个或多个。

本申请的特征此外包括布置在热力阀罩壳和底座之间的颈状部，其中颈状部包括小于热力阀罩壳的横截面面积和热力阀底座的横截面面积的横截面面积。

本申请的另一特征此外包括，其中外壳体包括多个相对而置的面，所述多个孔形成在这些相对而置的面内。

本申请的再另一个特征此外包括管道，热力阀单元固定到该管道，所述管道具有入口和出口以及允许从入口流到出口的流体接触热力阀单元的一部分的侧向开口孔。

本申请的再另一个特征此外包括布置在底座和外侧表面之间的密封件。

本申请的再另一个特征此外包括，其中外部侧面包括凸起底座在该凸起之上，其中密封件是O形环，并且其中O形环布置在所述凸起和底座之间。

本申请的再另一个特征此外包括压缩机、油过滤器以及油热交换器。

本申请的再另一个特征此外包括，其中热力阀单元是与管道分别制造的整体式独立的部件。

本申请的另一方面包括设备，该设备包含：用于连同压缩机一起使用并且具有罩壳的压缩机阀单元，在该罩壳内含有多个可重新配置的(reconfigurable)流体流动路径；温度响应元件，该温度响应元件布置在压缩机阀单元内并且联接到可动的阀构件，所述温度响应元件构造成促动可动的阀构件从第一位置到第二位置，所述第一位置将主入口连接到主出口，所述第二位置将主入口连接到热交换器输出端口并且将热交换器输入端口连接到主出口；以及安装底座，该安装底座布置在压缩机阀单元的端部处用于与压缩机管道的外部连接，所述安装底座在周向方向和轴向方向上具有横向的周边，带有大小设计成封闭形成在压缩机管道的外表面中的附属开口的尺寸，所述附属开口横向于压缩机管道的总体流体流动路径(bulk fluid flow path)定向。

本申请的特征此外包括，其中安装底座包括构造成容纳密封构件的凹部，其中管道实质上是环形的，安装底座构造成安装到管道，并且其中安装底座形成非环形的形状。

本申请的另一特征此外包括，其中安装底座是平面的并且包括凹槽，密封构件能够安装到该凹槽中。

本申请的再另一个特征此外包括其中可重新配置的流体流动路径与主入口、主出口、热交换器输出端口以及热交换器输入端口处于流体连通中，并且其中罩壳包括多个面，主入口、主出口、热交换器输出端口以及热交换器输入端口位于这些面内。

本申请的再另一个特征此外包括，其中罩壳在横截面形状上是四边形的，从而主入口、主出口、热交换器输出端口以及热交换器输入端口分散在罩壳周围，并且其中压缩机阀单元此外包括在罩壳和安装底座之间的颈状部。

本申请的再另一个特征此外包括具有内部通道的管道，所述内部通道构造成在在管道的任一端部上的相对而置的开口之间运输流体，所述管道此外包括附属开口。

本申请的再另一个特征此外包括，其中压缩机管道的外表面此外包括凸起，压缩机阀单元附接到该凸起。

本申请的再另一个特征此外包括，其中凸起包括平面的安装表面，其中安装底座包括平面的底座表面，并且其中所述平面的底座表面构造成直接安装到所述凸起的平面的安装表面。

本申请的再另一个特征此外包括压缩机、油过滤器以及油热交换器。

本申请的另一个方面包括一种方法，该方法包括：提供管道，该管道具有：由相对而置的管道端部限定的管道部段，所述相对而置的管道端部具有相应的开口，流体能够穿过该开口；和形成在管道的表面中的横向开口，所述横向开口在相对而置的管道端部之间延伸；在管道部段的外部之上安装热力阀单元，所述热力阀单元具有暴露于在管道的内部内的流体的温度响应构件，所述温度响应构件能够依据温度的改变促动阀体，由于接触，利用热力阀单元的底座遮盖形成在管道的表面中的横向开口，从而热力阀单元大部分地(predominately)搁置在其外部，并且将多个导管连接到形成在热力阀单元的罩壳中的互补的开口。

本申请的特征此外包括在热力阀单元和横向开口之间安装密封装置。

本申请的另一特征此外包括，其中密封装置为O形环，并且其中所述联接包括旋转有螺纹的联接器(coupler)以将多个导管中的至少一个固定到热力阀单元。

本申请的再另一个特征此外包括，其中所述安装包括将温度响应构件插入到管道的内部流体通道空间中，所述内部流体通道空间在相对而置的管道端部之间延伸，并且其此外包括将凸起固定到管道部段，所述凸起形成管道的横向开口。

虽然已经在附图和之前的描述中详细地图示并且描述本发明，本发明应被视作在本质上是说明性的而且非限制性的，理解的是，仅仅已经显示和描述优选的实施例并且在本发明的精神内的所有变化和改型是期望被保护的。应当理解的是，虽然在上面的描述中使用诸如可优选的、优选地、优选的或更优选的词语表示这样的描述的特征可为更期望的，但是这可不是必要的，并且在本发明的范围内可设想缺乏这些特征的实施例，所述范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，旨在当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一部分”的词语时，不旨在限制权利要求为仅有一个物品，除非在权利要求中有明确的相反陈述。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，物品可包括一部分和/或整个物品，除非有明确的相反陈述。除非以其他方式规定或限制，措辞“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”以及其变型被宽泛地使用，并且包含直接和非直接地安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不局限于物理的或机械的连接或联接。

Claims (21)

1.一种设备，包含：

压缩机热力阀单元，该压缩机热力阀单元具有：

热力阀罩壳，该热力阀罩壳具有外壳体，该外壳体包含多个孔，流体能够横越穿过所述多个孔，所述罩壳包围具有与所述多个孔流体连通的多个通道的内部，来自所述孔的流体能够穿过所述多个通道；

底座，该底座靠近热力阀的端部布置并且构造成当热力阀固定到压缩空气系统管道时支撑热力阀，所述底座具有从底表面延伸的厚度和由横向长度部分地限定的占用空间，所述底座的底表面具有互补于管道的外侧表面的形状，其中所述厚度小于所述横向长度，并且其中所述横向长度沿管道的轴向方向延伸；以及

热力阀，该热力阀具有联接到热响应元件的阀体，所述阀体构造成响应所述热响应元件的激励而运动以打开和关闭在所述热力阀罩壳内的多个通道中的一个或多个。

2.根据权利要求1所述的设备，该设备此外包括布置在所述热力阀罩壳和所述底座之间的颈状部，其中所述颈部包括小于所述热力阀罩壳的横截面面积并且小于热力阀底座的横截面面积的横截面面积。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述外壳体包括多个相对而置的面，所述多个孔形成在该多个相对而置的面内。

4.根据权利要求1所述的设备，该设备此外包括管道，热力阀单元固定到该管道，所述管道具有入口和出口和允许从入口流到出口的流体接触热力阀单元的一部分的侧向开口孔。

5.根据权利要求4所述的设备，该设备此外包括布置在所述底座和所述外侧表面之间的密封件。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述外侧表面包括凸起，所述底座联接在该凸起之上，其中所述密封件是O形环，并且其中所述O形环布置在所述凸起和所述底座之间。

7.根据权利要求5所述的设备，该设备此外包括压缩机、油过滤器以及油热交换器。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述热力阀单元是与所述管道分别制造的整体式独立的部件。

9.一种设备，包含：

压缩机阀单元，该压缩机阀单元用于连同压缩机一起使用并且具有罩壳，在该罩壳内包含有多个可重新配置的流体流动路径；

温度响应元件，该温度响应元件布置在所述压缩机阀单元内并且联接到可动的阀构件，所述温度响应元件构造成促动所述可动的阀构件从第一位置到第二位置，所述第一位置将主入口连接到主出口，所述第二位置将所述主入口连接到热交换器输出端口并且将热交换器输入端口连接到所述主出口；以及

安装底座，该安装底座布置在所述压缩机阀单元的端部处用于与压缩机管道的外部接触，所述安装底座在周向方向和轴向方向上具有横向周边，带有大小设计成封闭形成在压缩机管道的外表面中的附属开口的尺寸，所述附属开口横向于所述压缩机管道的总体流体流动路径定向。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述安装底座包括构造成容纳密封构件的凹部，其中所述管道实质上是环形的，所述安装底座构造成安装到该管道，并且其中所述安装底座形成非环形的形状。

11.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述安装底座是平面的并且包含凹槽，密封构件能够安装到该凹槽中。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述可重新配置的流体流动路径与所述主入口、所述主出口、所述热交换器输出端口以及所述热交换器输入端口处于流体连通中，并且其中所述罩壳包括多个面，所述主入口、所述主出口、所述热交换器输出端口以及所述热交换器输入端口位于该多个面内。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述罩壳在横截面形状中是四边形的，从而所述主入口、主出口、热交换器输出端口以及热交换器输入端口分散在罩壳周围，并且其中所述压缩机阀单元此外包括在所述罩壳和所述安装底座之间的颈状部。

14.根据权利要求12所述的设备，该设备此外包括具有内部通道的管道，该内部通道构造成在所述管道的任一端部上的相对而置的开口之间输送流体，所述管道此外包括所述附属开口。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述压缩机管道的外表面此外包括凸起，所述压缩机阀单元附接到该凸起。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述凸起包括平面的安装表面，其中所述安装底座包括平面的底座表面，并且其中所述平面的底座表面构造成直接安装到所述凸起的所述平面的安装表面。

17.根据权利要求16所述的设备，该设备此外包括所述压缩机、油过滤器以及油热交换器。

18.一种方法，包含：

提供管道，该管道具有：由相对而置的管道端部限定的管道部段，所述相对而置的管道端部具有相应的开口，流体能够穿过该开口；以及形成在所述管道的表面中的横向开口，所述横向开口在相对而置的管道端部之间延伸；

在所述管道部段的外部之上安装热力阀单元，所述热力阀单元具有暴露于在所述管道的内部内的流体的温度响应构件，所述温度响应构件能够根据温度的改变促动阀体；

由于接触，利用所述热力阀单元的底座遮盖形成在所述管道的表面中的横向开口，从而所述热力阀单元大部分地搁置在其外部；并且

将多个导管联接到形成在所述热力阀单元罩壳中的互补的开口。

19.根据权利要求18所述的方法，该方法此外包括在所述热力阀单元和所述横向开口之间安装密封装置。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述密封装置是O形环，并且其中所述联接包括旋转有螺纹的联接器以将多个导管中的至少一个固定到所述热力阀单元。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述安装包括将温度响应构件插入到所述管道的内部流体通道空间中，所述内部流体通道空间在相对而置的管道端部之间延伸，并且其此外包括将凸起固定到所述管道部段，所述凸起形成所述管道的横向开口。