CN108223497A - 一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，包括带换热部件的执行机构，带换热部件的执行机构的第一液压腔和第二液压腔分别通过管道与液压油箱相连，所述液压油箱设有换热器，换热部件的换热介质出口通过阀门和管道与换热器的换热介质进口相连，换热器的换热介质出口通过循环泵、阀门和管道与换热部件的换热介质进口相连，在换热器、换热部件及管道内设有循环流通的换热介质。本发明采用上述方案，它结构简单，设计合理，易于操作，使液压油温度长期保持在适宜温度范围内，无需春、秋两季更换不同牌号的液压油，同时降低了余隙无级调节系统执行机构温度，减少压缩机功耗，节能效果明显，适用范围广。

Description

一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统
技术领域：
本发明涉及一种压缩机节能装备系统，更特别地，涉及一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统。
背景技术：
余隙无级调节是一种先进的往复式压缩机气量调节方法，该技术将原来的压缩机气缸缸盖更换为余隙无级调节系统执行机构，通过液压等方式驱动执行机构的活塞组件到适当位置并锁紧，从而获得满足工艺要求的压缩机气量。为保证液压油的黏度、润滑性和耐磨性均处于最佳状态，驱动执行机构的液压油温度要求控制在30℃～55℃之间，而由于季节、地域和环境温度的影响，液压油的温度会产生变化，因此，在现有技术中，一般春、秋季需要更换不同牌号的液压油，并且在环境温度较低时要对液压油进行加热，来保证液压油在适宜的温度区间工作，以保证液压油的优良特性，但这种加热就需要额外耗费电能或者热能。
在压缩机的工作过程中，对余隙无级调节系统执行机构进行冷却，可以降低压缩机气缸温度，且根据热力学原理，降低压缩机气缸温度，可以提高压缩机的等温効率，降低压缩机的功耗。目前，小缸径往复式压缩机的余隙无级调节系统执行机构一般不单独设置循环水冷却，执行机构的温度一般在50℃～120℃之间；大缸径往复式压缩机的余隙无级调节系统执行机构一般单独设置循环水冷却，使执行机构的温度低于50℃，但循环冷却水直接返回循环冷却水系统散热增压后循环使用，造成了一部分的电能和热能的浪费，因此，现有技术中的往复式压缩机均难以满足节能型工业生产的要求。
发明内容：
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，它结构简单，设计合理，易于操作，在不增加新的加热源的前提下，保持系统所用液压油长期处于适宜的工作温度范围内，无需春、秋两季更换不同牌号的液压油，并通过对执行机构的冷却降低了压缩机的功耗，适用范围广，节能效果明显，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：
一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，包括带换热部件的执行机构，带换热部件的执行机构的第一液压腔和第二液压腔分别通过管道与液压油箱相连，所述液压油箱设有换热器，换热部件的换热介质出口通过阀门和管道与换热器的换热介质进口相连，换热器的换热介质出口通过循环泵、阀门和管道与换热部件的换热介质进口相连，在换热器、换热部件及管道内设有循环流通的换热介质。
优选的，在液压油箱内设有液压油温控开关或传感器，液压油温控开关或传感器通过电信号与循环泵相连。
优选的，所述带换热部件的执行机构为外冷式执行机构或内冷式执行机构。
优选的，所述换热器包括油箱底板A和设于油箱底板A上方L型的中间换热板，油箱底板A、中间换热板和油箱侧板A之间构成换热腔，换热腔一侧设有换热器换热介质进口A，换热腔另一侧设有换热器换热介质出口A，换热腔内设有换热介质液位温度计A及换热介质液位开关或传感器，换热腔顶部的油箱盖板A上设有换热介质空气过滤器A。
优选的，在中间换热板的水平面上设有竖直设置的中间隔板A。
优选的，所述换热器包括油箱底板B和油箱盖板B，油箱盖板B下表面竖直设有两换热侧板，两换热侧板下端与水平设置的换热底板相连，油箱底板B、油箱盖板B、两换热侧板、油箱侧板B和换热底板之间构成U型的换热腔，换热腔一侧的油箱盖板B上设有换热器换热介质进口B，换热腔另一侧的油箱盖板B上设有换热器换热介质出口B，换热器换热介质进口B内设有伸至换热腔内的换热器换热介质进口管，换热器换热介质出口B内设有伸至换热腔内的换热器换热介质出口管，换热器换热介质出口管底部设有换热介质出口过滤器，在换热腔顶部的油箱盖板B上设有换热介质空气过滤器B，在换热腔底部设有换热介质排放塞，在换热腔一侧的油箱侧板B上设有换热介质液位温度计B，换热腔内设有换热介质液位开关或传感器；在油箱侧板B的外表面设有若干平行设置的散热翅片。
优选的，在换热底板上设有竖直设置的中间隔板B。
优选的，所述换热介质为导热油或者软化水。
优选的，在换热部件的换热介质进口设有执行机构换热介质进口阀，在换热部件的换热介质出口设有换热介质温控开关或传感器，在换热器的换热介质进口设有液压油箱换热介质进口阀，在换热器的换热介质出口设有液压油箱换热介质出口阀。
优选的，在液压油箱换热介质进口阀与换热器的换热介质进口之间设有液压油箱换热介质排液阀，在循环泵和执行机构换热介质进口阀之间设有压力开关或传感器。
本发明采用上述方案，提供了一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，它结构简单，设计合理，易于操作，通过在常规液压油箱上设置换热器，并在执行机构上设置换热部件，以导热油或软化水为换热介质，由循环泵驱动换热介质将余隙无级调节执行机构的冷却热液压油箱换热器传递给液压油，通过液压油箱上的液压油温控开关或传感器控制循环泵启停或对电机调频，使液压油温度长期保持在适宜温度范围内，无需春、秋两季更换不同牌号的液压油，同时降低了余隙无级调节系统执行机构温度，减少压缩机功耗，节能效果明显，适用范围广。
附图说明：
图1为本发明的原理示意图；
图2为本发明实施例1的结构示意图；
图3为本发明实施例2的结构示意图；
图4为本发明实施例3的结构示意图；
图5为本发明实施例4的结构示意图；
图6为带换热器无散热翅片的液压油箱的结构示意图；
图7为外冷式执行机构的结构示意图；
图8为内冷式执行机构的结构示意图；
图9为带换热器及散热翅片的液压油箱的俯视图；
图10为图9的A-A剖视图；
图11为图9的B-B剖视图。
图中，1、液压油箱换热介质排液阀，2、液压油箱，3、液压油箱换热介质出口阀，4、换热介质液位开关或传感器，5、液压油温控开关或传感器，6、执行机构位移传感器，7、循环泵，8、压力开关或传感器，9、执行机构换热介质进口阀，10、带换热部件的执行机构，11、换热介质温控开关或传感器，12、液压油液位开关或传感器，13、液压油箱换热介质进口阀，14、带换热器不带散热翅片的液压油箱，15、外冷式执行机构，16、内冷式执行机构，17、带换热器及散热翅片的液压油箱，14-1、油箱侧板A，14-2、换热器换热介质出口A，14-3、中间换热板，14-4、吸油过滤器A，14-5、吸油管A，14-6、换热介质液位温度计A，14-7、液压油液位温度计A，14-8、换热介质空气过滤器A，14-9、液压油空气过滤器A，14-10、油箱盖板A，14-11、中间隔板A，14-12、回油管A，14-13、放油塞A，14-14、换热器换热介质进口A，14-15、油箱底板A，14-16、油箱地脚A，15-1、换热部件换热介质出口A，15-2、执行机构外壳A，15-3、油活塞密封组件A，15-4、活塞杆密封组件A，15-5、第一液压腔A，15-6、油活塞A，15-7、第二液压腔A，15-8、泄漏监测腔A，15-9、换热部件换热介质进口A，15-10、余隙容积腔A，15-11、余隙活塞密封组件A，15-12、余隙活塞A，15-13、活塞杆A，15-14、换热夹套，15-15、安装法兰A，15-16、换热介质腔A，16-1、余隙活塞密封组件B，16-2、换热部件换热介质出口B，16-3、活塞杆密封组件B，16-4、油活塞B，16-5、第一液压腔B，16-6、第二液压腔B，16-7、油活塞密封组件B，16-8、执行机构外壳B，16-9、换热部件换热介质进口B，16-10、泄漏监测内筒密封组件，16-11、泄漏监测腔内筒，16-12、余隙容积腔B，16-13、泄漏监测腔B，16-14、余隙活塞B，16-15、活塞杆B，16-16、换热介质腔B，16-17、安装法兰B，17-1、散热翅片，17-2、换热器换热介质进口管，17-3、吸油管B，17-4、换热介质空气过滤器B，17-5、液压油空气过滤器B，17-6、油箱盖板B，17-7、回油管B，17-8、换热器换热介质出口管，17-9、换热侧板，17-10、油箱底板B，17-11、油箱地脚B，17-12、换热介质出口过滤器，17-13、吸油过滤器B，17-14、中间隔板B，17-15、油箱侧板B，17-16、换热底板，17-17、放油塞B，17-18、换热介质排放塞，17-19、换热介质液位温度计B，17-20、液压油液位温度计B，17-21、人孔，17-22、换热器换热介质出口B，17-23、换热器换热介质进口B。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
实施例1：
如图1、2、6、7所示，一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，包括带换热部件的执行机构10，带换热部件的执行机构10的第一液压腔和第二液压腔分别通过管道与液压油箱2相连，所述液压油箱2设有换热器，换热部件的换热介质出口通过阀门和管道与换热器的换热介质进口相连，换热器的换热介质出口通过循环泵7、阀门和管道与换热部件的换热介质进口相连，在换热器、换热部件及管道内设有循环流通的换热介质。
在液压油箱2内设有液压油温控开关或传感器5，液压油温控开关或传感器5通过电信号与循环泵7相连。
所述带换热部件的执行机构10为外冷式执行机构15。
外冷式执行机构15主要由执行机构位移传感器6、换热部件换热介质出口A 15-1、执行机构外壳A 15-2、油活塞密封组件A 15-3、活塞杆密封组件A 15-4、第一液压腔A 15-5、油活塞A 15-6、第二液压腔A 15-7、泄漏监测腔A 15-8、换热部件换热介质进口A 15-9、余隙容积腔A 15-10、余隙活塞密封组件A 15-11、余隙活塞A 15-12、活塞杆A 15-13、换热夹套15-14、安装法兰A 15-15和换热介质腔A 15-16组成。余隙容积腔A 15-10为系统进行气量无级调节的工作腔，控制液压油进入第二液压腔A 15-7或第一液压腔A 15-5驱动油活塞A 15-6、活塞杆A 15-13和余隙活塞A 15-12，进而对余隙容积腔A 15-10进行无级调节，泄漏监测腔A 15-8用于泄漏监测，换热夹套15-14和换热介质腔A 15-16为外冷式执行机构15的换热部件。
所述液压油箱2为带换热器不带散热翅片的液压油箱14，带换热器不带散热翅片的液压油箱14主要由换热介质液位开关或传感器4、液压油温控开关或传感器5、液压油液位开关或传感器12、油箱侧板A 14-1、换热器换热介质出口A 14-2、中间换热板14-3、吸油过滤器A 14-4、吸油管A 14-5、换热介质液位温度计A 14-6、液压油液位温度计A 14-7、换热介质空气过滤器A 14-8、液压油空气过滤器A 14-9、油箱盖板A 14-10、中间隔板A 14-11、回油管A 14-12、放油塞A 14-13、换热器换热介质进口A 14-14、油箱底板A 14-15和油箱地脚A 14-16组成。所述换热器包括油箱底板A 14-15和设于油箱底板A 14-15上方L型的中间换热板14-3，油箱底板A 14-15、中间换热板14-3和油箱侧板A 14-1之间构成换热腔，换热腔一侧设有换热器换热介质进口A 14-14，换热腔另一侧设有换热器换热介质出口A14-2，换热腔内设有换热介质液位温度计A 14-6及换热介质液位开关或传感器4，换热腔顶部的油箱盖板A 14-10上设有换热介质空气过滤器A 14-8。在中间换热板14-3的水平面上设有竖直设置的中间隔板A14-11。
所述换热介质为导热油或者软化水，具有不结水垢，导热效果好的优点。
在换热部件的换热介质进口设有执行机构换热介质进口阀9，在换热部件的换热介质出口设有换热介质温控开关或传感器11，在换热器的换热介质进口设有液压油箱换热介质进口阀13，在换热器的换热介质出口设有液压油箱换热介质出口阀3。
在液压油箱换热介质进口阀13与换热器的换热介质进口之间设有液压油箱换热介质排液阀1，在循环泵7和执行机构换热介质进口阀9之间设有压力开关或传感器8。
在本实施例中，由循环泵7驱动换热介质从换热器换热介质出口A 14-2经过液压油箱换热介质出口阀3、执行机构换热介质进口阀9进入外冷式执行机构15的换热介质腔A15-16吸热，通过换热介质温控开关或传感器11、液压油箱换热介质进口阀13、换热器换热介质进口A 14-14返回液压油箱换热器，通过中间换热板14-3将热量传递给液压油，由液压油温控开关或传感器5控制循环泵7，控制由外冷式执行机构15传递给液压油的热量适当，具体的，根据执行机构工作温度、产生热量的多少，液压油箱的环境温度、散热情况，以及液压油的适宜工作温度确定循环泵7的流量，针对不同的液压油，考虑温差传热，设置适当的启泵温度T1和停泵温度T2，通过液压油温控开关或传感器5控制循环泵7启停或对循环泵电机进行调频，控制由带换热部件的执行机构10传递给液压油适当的热量，从而使液压油一直处于适宜的工作温度范围之内。
实施例2：
如图1、3、6、8所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：
所述带换热部件的执行机构10为内冷式执行机构16。
内冷式执行机构16主要由执行机构位移传感器6、余隙活塞密封组件B16-1、换热部件换热介质出口B 16-2、活塞杆密封组件B 16-3、油活塞B 16-4、第一液压腔B 16-5、第二液压腔B 16-6、油活塞密封组件B 16-7、执行机构外壳B 16-8、、换热部件换热介质进口B16-9，泄漏监测内筒密封组件16-10、泄漏监测腔内筒16-11、余隙容积腔B 16-12、泄漏监测腔B 16-13、余隙活塞B16-14、活塞杆B 16-15、换热介质腔B 16-16和安装法兰B 16-17组成。余隙容积腔B 16-12为系统进行气量无级调节的工作腔，控制液压油进入第二液压腔B16-6或第一液压腔B 16-5驱动油活塞B 16-4、活塞杆B 16-15和余隙活塞B 16-14，进而对余隙容积腔B 16-12进行无级调节，泄漏监测腔B 16-13用于泄漏监测，换热介质腔B 16-16为内冷式执行机构16的换热部件。
在本实施例中，由循环泵7驱动换热介质从换热器换热介质出口A 14-2经过液压油箱换热介质出口阀3、执行机构换热介质进口阀9进入内冷式执行机构16的换热介质腔B16-16吸热，通过换热介质温控开关或传感器11、液压油箱换热介质进口阀13、换热器换热介质进口A 14-14返回液压油箱换热器，通过中间换热板14-3将热量传递给液压油，由液压油温控开关或传感器5控制循环泵7，控制由内外冷式执行机构16传递给液压油的热量适当，从而使液压油一直处于适宜的工作温度范围之内。
实施例3：
如图1、4、7、9、10、11所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：
所述液压油箱2为带换热器及散热翅片的液压油箱17，带换热器及散热翅片的液压油箱17主要由换热介质液位开关或传感器4、液压油温控开关或传感器5、液压油液位开关或传感器12、散热翅片17-1、换热器换热介质进口管17-2、吸油管B 17-3、换热介质空气过滤器B 17-4、液压油空气过滤器B 17-5、油箱盖板B 17-6、回油管B 17-7、换热器换热介质出口管17-8、换热侧板17-9、油箱底板B 17-10、油箱地脚B 17-11、换热介质出口过滤器17-12、吸油过滤器B 17-13、中间隔板B 17-14、油箱侧板B 17-15、换热底板17-16、放油塞B17-17、换热介质排放塞17-18、换热介质液位温度计B 17-19、液压油液位温度计B 17-20、人孔17-21、换热器换热介质出口B 17-22和换热器换热介质进口B 17-23组成。所述换热器包括油箱底板B 17-10和油箱盖板B 17-6，油箱盖板B 17-6下表面竖直设有两换热侧板17-9，两换热侧板17-9下端与水平设置的换热底板17-16相连，油箱底板B 17-10、油箱盖板B17-6、两换热侧板17-9、油箱侧板B 17-15和换热底板17-16之间构成U型的换热腔，换热腔一侧的油箱盖板B 17-6上设有换热器换热介质进口B 17-23，换热腔另一侧的油箱盖板B上设有换热器换热介质出口B 17-22，换热器换热介质进口B 17-23内设有伸至换热腔内的换热器换热介质进口管17-2，换热器换热介质出口B 17-22内设有伸至换热腔内的换热器换热介质出口管17-8，换热器换热介质出口管17-8底部设有换热介质出口过滤器17-12，在换热腔顶部的油箱盖板B 17-6上设有伸至换热腔内的换热介质空气过滤器B 17-4，在换热腔底部设有换热介质排放塞17-18，在换热腔一侧的油箱侧板B 17-15上设有换热介质液位温度计B17-19，换热腔内设有换热介质液位开关或传感器4；在油箱侧板B 17-15的外表面设有若干平行设置的散热翅片17-1。在换热底板17-16上设有竖直设置的中间隔板B 17-14。其中，增加散热翅片17-1，可以提高液压油箱的散热能力，使得该系统更加适用于大缸径往复压缩机。
在本实施例中，由液压油温控开关或传感器5控制循环泵7，驱动换热介质从换热器换热介质出口管17-8经过执行机构换热介质进口阀9进入外冷式执行机构15的换热介质腔A 15-16吸热，通过换热器换热介质进口管17-2返回液压油箱换热器，一部分热量通过换热侧板17-9、换热底板17-16将热量传递给液压油，另一部分热量由散热翅片17-1、油箱盖板B 17-6、油箱底板B 17-10、油箱侧板B 17-15等处散出，控制由外冷式执行机构15传递给液压油的热量适当，从而使液压油一直处于适宜的工作温度范围之内。
实施例4：
如图1、5、8、9、10、11所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：
所述带换热部件的执行机构10为内冷式执行机构16。
所述液压油箱2为带换热器及散热翅片的液压油箱17。
在本实施例中，由液压油温控开关或传感器5控制循环泵7，驱动换热介质从换热器换热介质出口管17-8经过执行机构换热介质进口阀9进入内冷式执行机构16的换热介质腔B 16-16吸热，通过换热器换热介质进口管17-2返回液压油箱换热器，一部分热量通过换热侧板17-9、换热底板17-16将热量传递给液压油，另一部分热量由散热翅片17-1、油箱盖板B 17-6、油箱底板B 17-10、油箱侧板B 17-15等处散出，控制由内冷式执行机构16传递给液压油的热量适当，从而使液压油一直处于适宜的工作温度范围之内。
本发明利用执行机构冷却热形成了一种新型往复式压缩机节能装备系统，使液压油可以长期处于适宜工作温度范围内，以适应不同地域、不同季节的往复式压缩机气量调节系统的要求，该系统结构简单，既不增加新的加热源，又能降低压缩机功耗，节能效果明显，实用性强。
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 (10)

1.一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，包括带换热部件的执行机构，带换热部件的执行机构的第一液压腔和第二液压腔分别通过管道与液压油箱相连，其特征在于：所述液压油箱设有换热器，换热部件的换热介质出口通过阀门和管道与换热器的换热介质进口相连，换热器的换热介质出口通过循环泵、阀门和管道与换热部件的换热介质进口相连，在换热器、换热部件及管道内设有循环流通的换热介质。
2.根据权利要求1所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：在液压油箱内设有液压油温控开关或传感器，液压油温控开关或传感器通过电信号与循环泵相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：所述带换热部件的执行机构为外冷式执行机构或内冷式执行机构。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：所述换热器包括油箱底板A和设于油箱底板A上方L型的中间换热板，油箱底板A、中间换热板和油箱侧板A之间构成换热腔，换热腔一侧设有换热器换热介质进口A，换热腔另一侧设有换热器换热介质出口A，换热腔内设有换热介质液位温度计A及换热介质液位开关或传感器，换热腔顶部的油箱盖板A上设有换热介质空气过滤器A。
5.根据权利要求4所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：在中间换热板的水平面上设有竖直设置的中间隔板A。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：所述换热器包括油箱底板B和油箱盖板B，油箱盖板B下表面竖直设有两换热侧板，两换热侧板下端与水平设置的换热底板相连，油箱底板B、油箱盖板B、两换热侧板、油箱侧板B和换热底板之间构成U型的换热腔，换热腔一侧的油箱盖板B上设有换热器换热介质进口B，换热腔另一侧的油箱盖板B上设有换热器换热介质出口B，换热器换热介质进口B内设有伸至换热腔内的换热器换热介质进口管，换热器换热介质出口B内设有伸至换热腔内的换热器换热介质出口管，换热器换热介质出口管底部设有换热介质出口过滤器，在换热腔顶部的油箱盖板B上设有换热介质空气过滤器B，在换热腔底部设有换热介质排放塞，在换热腔一侧的油箱侧板B上设有换热介质液位温度计B，换热腔内设有换热介质液位开关或传感器；在油箱侧板B的外表面设有若干平行设置的散热翅片。
7.根据权利要求6所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：在换热底板上设有竖直设置的中间隔板B。
8.根据权利要求1所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：所述换热介质为导热油或者软化水。
9.根据权利要求1所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：在换热部件的换热介质进口设有执行机构换热介质进口阀，在换热部件的换热介质出口设有换热介质温控开关或传感器，在换热器的换热介质进口设有液压油箱换热介质进口阀，在换热器的换热介质出口设有液压油箱换热介质出口阀。
10.根据权利要求9所述的一种利用执行机构冷却热的往复式压缩机节能装备系统，其特征在于：在液压油箱换热介质进口阀与换热器的换热介质进口之间设有液压油箱换热介质排液阀，在循环泵和执行机构换热介质进口阀之间设有压力开关或传感器。
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