CN108661884A - 一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统及方法：甩油盘或同步齿轮与转子同轴转动，带动排气端油箱里面的高温润滑油飞溅到油箱的壁面，油在重力的作用下往下流，经过与壁面具有一定倾角的挡油板时被收集，经由壁面设置的油孔流出，最后通过倾斜的外置油管流动到吸气端油箱，实现吸、排气两端油箱内油的循环，油的热量主要通过吸气端油箱端盖和排气端油箱端盖的散热翅片散发到空气中，通过循环强化对流冷却。本发明无需外置油泵、油冷却器和油过滤器，利用飞溅润滑和重力回油方式，不仅减少了油的使用量，提高了压缩机的可靠性，总的节能效果和经济效益也得到了提升。

Description

一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统及方法
技术领域
本发明涉及无油压缩机领域，特别涉及无需外置油泵、油过滤器和油冷却器的无油压缩机自润滑油循环冷却。
背景技术
无油压缩机主要用于医药、食品、化工等对气体洁净度要求较高的行业，虽然压缩气体不含油，但轴承或齿轮依然需要油来润滑和冷却。其中，无油冷却器的无油空压机，因排气温度较高，无法采用压差供油的方式；而无油工艺压缩机，因工艺气体的特殊性，不宜与润滑油接触，也无法采用压差供油方式。故而无油压缩机一般都配置有单独的油路系统，通过油箱、油冷却器、油过滤器及油泵实现压缩机轴承及齿轮的润滑及润滑油的冷却。
但是，油冷却器、油过滤器及油泵不仅增加无油压缩机系统设计的复杂性和初始投资成本，还因零部件的增加，降低了整个系统的安全性、可靠性。
现有无油压缩机中，位于吸气端油箱一侧的轴承采用油箱内同轴转动的甩油盘进行飞溅润滑，而与之连通的排气端油箱则采用同步齿轮进行飞溅润滑。其中，排气端润滑油温度高，无法完全依赖机体(油箱端盖等)与外界的对流冷却进行降温，因此，这种供油方式也存在着一定的局限性，无油压缩机需要开发更有效的油循环方法。
发明内容
为了简化结构、节约成本、提高可靠性，本发明提供了一种无需外置油泵、油冷却器、油过滤器的自润滑无油压缩机油循环冷却系统及方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，该冷却系统包括压缩机机体以及设置于所述机体外侧的用于润滑油强化对流冷却的油管，所述机体包括相互连通(通过压缩机机体内部的通道)的吸气端油箱和排气端油箱，所述油管位置较高的一端与排气端油箱相连，所述油管位置较低的一端与吸气端油箱相连(即油管呈一定的倾斜角度)，所述吸气端油箱内设置有与支撑于所述机体内的转子同轴转动的甩油盘，所述排气端油箱内设置有与所述转子同轴转动的同步齿轮，所述排气端油箱的润滑油油位之上的壁面上设置有用于收集飞溅到该壁面上润滑油并将该润滑油导出至所述油管的集油槽。
优选的，所述集油槽包括与所述排气端油箱的内壁相连的挡油板，用于收集沿壁面下流的润滑油，挡油板与所述内壁呈一定夹角。
优选的，所述集油槽还包括设置于排气端油箱的壁面上的用于连通所述油管与所述集油槽的油孔。
优选的，所述油孔的位置高于所述挡油板与排气端油箱的壁面的交线，且低于挡油板的垂直高度。
优选的，所述挡油板上设置有磁性材料，用于吸附润滑油中的铁屑，可避免油孔堵塞。
优选的，所述排气端油箱内还设置有用于代替所述同步齿轮进行飞溅润滑的甩油盘(同轴转动)。
优选的，所述冷却系统还包括设置于所述排气端油箱或吸气端油箱上的油位视镜。
优选的，所述排气端油箱及吸气端油箱的端面上设置有端盖，端盖上布置有散热结构(例如散热翅片)。
优选的，所述油管的倾斜角度可调。
一种自润滑无油压缩机油循环冷却方法，包括以下步骤：利用甩油盘或同步齿轮与所述压缩机的转子的同轴转动，对该压缩机的机体内用于支撑所述转子的轴承进行飞溅润滑，对所述飞溅润滑中到达所述机体的排气端油箱壁面的润滑油，利用设置于该壁面上的集油槽进行收集，集油槽内的润滑油在重力作用下通过倾斜的设置于所述机体外侧的用于强化对流冷却的油管流动到所述机体的吸气端油箱内，实现吸、排气端油箱内润滑油的自动循环和冷却。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明中排气端油箱与吸气端油箱之间利用外置油管连接，油管呈一定角度倾斜，通过重力供油实现吸、排气端油箱内润滑油的自动循环，同时通过润滑油的循环流动，能强化油的冷却效果，无需外置油泵及油冷却器。本发明不仅避免了排气端油箱油温过高而导致压缩机工作性能下降甚至故障等一系列问题，而且系统结构简单，提高了压缩机的可靠性，总的节能效果和经济效益也得到了提高。
进一步的，通过设置的集油槽以及连通吸、排气端油箱的外置油管结构，可以有效的控制压缩机吸、排气两端油箱内润滑油油位并保持稳定，不仅确保了轴承良好润滑和油的冷却，而且可以使系统广泛、灵活的适用于各种压缩机机型号和工况。
附图说明
图1为带同步齿轮的自润滑无油压缩机油循环冷却系统剖视图；
图2为带同步齿轮和甩油盘的自润滑无油压缩机油循环冷却系统剖视图；
图3为自润滑无油压缩机油循环冷却系统主视图；
图4为自润滑无油压缩机油循环冷却系统排气端油箱盖侧视图；
图5为自润滑无油压缩机油循环冷却系统排气端剖视图；
图中：1为甩油盘、2为吸气端油箱端盖、3为吸气端油箱、4为轴承、5为密封件、6为转子、7为机体、8为排气端油箱、9为同步齿轮、10为排气端油箱端盖、11为油管、12为散热翅片、13为油位视镜、14为磁性材料、15为油孔、16为挡油板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
以下实施例以无油螺杆空压机为例，对本发明做出解释说明。但需要特别说明的是，本发明仍然可以扩展应用到罗茨鼓风机、单螺杆等其他无油压缩机机型。
如图1、图2、图3以及图4所示，一种自润滑无油压缩机油内循环冷却系统，包括甩油盘1、同步齿轮9、外置油管11、排气端油箱8、吸气端油箱3、位于转子6下方的通道、机体7、轴承4、吸气端油箱端盖2和排气端油箱端盖10。转子6通过轴承4固定在机体7内，并通过密封件5与位于机体7两端的吸气端油箱3和排气端油箱8分隔。吸气端油箱3和排气端油箱8通过机体7内部的通道(即位于转子6下方的通道)连通，使得润滑油液位(即油位)保持相同，排气端油箱8内设置的甩油盘1与转子6同轴转动，带动排气端油箱8里面的高温润滑油飞溅到排气端油箱8的壁面，润滑油在重力的作用下沿壁面往下流，经过设置于所述壁面上的集油槽时被收集，经由集油槽流出与机体外壁相连的外置油管11的位置较高的一端，通过倾斜的外置油管11流动到与吸气端油箱3相连通的位置较低的一端，并进入吸气端油箱3内，实现吸、排气端油箱内油的循环，润滑油的热量主要通过吸气端油箱端盖2和排气端油箱端盖10及其上布置的散热翅片12散发到空气中，油的循环流动形成了对流冷却，不仅机体内润滑油温度均匀，而且能强化油的冷却效果，故而无需外置油泵、油冷却器。
参见图3及图4，所述排气端油箱端盖10上设置有油位视镜13，用来观测压缩机内部油位。外置油管11为两个，倾斜角度取决于压缩机运行需要的油循环量和油孔15大小，通过重力回油实现吸、排气端油箱内油的自动循环。
参见图5，排气端油箱8壁面设有与油箱内壁呈一定夹角的挡油板16，形成集油槽，用来收集壁面上的润滑油，收集的润滑油经由所述壁面上设置的油孔15流出，油孔15的位置高于挡油板16与油箱内壁的交线，低于挡油板16的垂直高度。在挡油板16中积累的润滑油通过油孔15进入倾斜的外置油管11，在重力作用下流动到吸气端油箱3，使压缩机吸、排气两端油箱里面的油自动循环和冷却。挡油板16上表面设置有磁性材料14，用于吸附油中的铁屑，避免油孔15堵塞。油孔15的大小取决于甩油盘1或同步齿轮9的甩油量。
无油压缩机中有同步齿轮9，可以直接用同步齿轮9来甩油(飞溅润滑)，采用如图1所示的系统方案。如果考虑到同步齿轮9的搅油功耗问题，也可以在排气端油箱8内加设甩油盘1(吸气端油箱3内本身具有的与转子同轴转动的甩油盘1，将吸气端油箱3内润滑油飞溅到吸气端油箱3的壁面)，采用如图2所示的系统方案。
工作原理：
吸气端油箱3和排气端油箱8通过机体7内部的通道连通，使其油液相平，甩油盘1或同步齿轮9与转子6同轴转动，带动吸气端油箱3和排气端油箱8里面的高温润滑油飞溅到油箱壁面，油在重力的作用下往下流，其中，排气端油箱8内壁的油经过与壁面具有一定倾角的挡油板时被收集，经由壁面设置的油孔15流出，最后通过倾斜的外置油管11流动到吸气端油箱3内，实现吸、排气两端油箱内油的自动循环和冷却。
与现有技术相比，本发明无需外置油泵和油冷却器及有过滤器，利用飞溅润滑和重力供油方式，使压缩机吸、排气两端油箱里面的油循环起来，实现压缩机吸、排气两端油箱里面的油自动循环和冷却，在润滑轴承的同时，也避免了排气端油箱油温过高而导致压缩机工作性能下降甚至故障等一系列问题，不仅减少油的使用量，提高压缩机的安全、可靠性，总的节能效果和经济效益也得到了提升，是一种经济节能的有效方案。

Claims (10)

1.一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：该冷却系统包括压缩机机体(7)以及设置于所述机体(7)外侧的用于强化对流冷却的油管(11)，所述机体(7)包括相互连通的吸气端油箱(3)和排气端油箱(8)，所述油管(11)位置较高的一端与排气端油箱(8)相连，所述油管(11)位置较低的一端与吸气端油箱(3)相连，所述吸气端油箱(3)内设置有与支撑于所述机体(7)内的转子(6)同轴转动的甩油盘(1)，所述排气端油箱(8)内设置有与所述转子(6)同轴转动的同步齿轮(9)，所述排气端油箱(8)的润滑油油位之上的壁面上设置有用于收集润滑油并将该润滑油导出至所述油管(11)的集油槽。
2.根据权利要求1所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述集油槽包括与所述排气端油箱(8)的内壁相连的挡油板(16)。
3.根据权利要求2所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述集油槽还包括设置于所述排气端油箱(8)的壁面上的用于连通所述油管(11)与所述集油槽的油孔(15)。
4.根据权利要求3所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述油孔(15)的位置高于所述挡油板(16)与所述排气端油箱(8)的壁面的交线，且低于挡油板(16)的垂直高度。
5.根据权利要求2所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述挡油板(16)上设置有磁性材料。
6.根据权利要求1所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述排气端油箱(8)内还设置有用于代替所述同步齿轮(9)进行飞溅润滑的甩油盘(1)。
7.根据权利要求1所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述冷却系统还包括设置于所述排气端油箱(8)或吸气端油箱(3)上的油位视镜(13)。
8.根据权利要求1所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述排气端油箱(8)及吸气端油箱(3)的端面上设置有端盖，端盖上布置有散热结构。
9.根据权利要求1所述一种自润滑无油压缩机油循环冷却系统，其特征在于：所述油管(11)的倾斜角度可调。
10.一种自润滑无油压缩机油循环冷却方法，其特征在于：包括以下步骤：
利用甩油盘(1)或同步齿轮(9)与所述压缩机的转子(6)的同轴转动，对该压缩机的机体(7)内用于支撑所述转子(6)的轴承进行飞溅润滑，对所述飞溅润滑中到达所述机体(7)的排气端油箱(8)壁面的润滑油，利用设置于该壁面上的集油槽进行收集，集油槽内的润滑油在重力作用下通过设置于所述机体(7)外侧的用于强化对流冷却的油管(11)流动到所述机体(6)的吸气端油箱(3)内。
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