CN108730191A - 油路、无油压缩机和经由油路控制润滑和/或冷却的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于无油压缩机的润滑和冷却的油路、具有所述油路的无油压缩机和通过所述油路来控制无油压缩机的润滑和/或冷却的方法，无油压缩机包括电动机和压缩机元件，油路设置有储油器和旋转式油泵，旋转式油泵设置有转子并且具有工作容积，其被所述压缩机元件的电动机驱动，油路还设置有回流管、旁通管、旁通阀、和油冷却器，油冷却器布置在旁通管中，并且旁通阀布置在油管中。通过本公开的技术方案使得在低速时油将不会被冷却并且在高速下油将不会变得过热，同时在旁通管中可以选择更小的油冷却器。此外，在重启无油压缩机中，旋转式油泵在内部被油完全润湿并且其抽吸能力将立即非常高。

Description

油路、无油压缩机和经由油路控制润滑和/或冷却的方法
技术领域
本发明涉及一种油路、设置有这种油路的无油压缩机以及通过这种油路控制这种无油压缩机的润滑和/或冷却的方法。
更具体地，本发明旨在提供一种改进的油路和一种通过这种改进的油路控制无油压缩机的润滑和/或冷却的改进的方法，所述无油压缩机包括具有可变转速或速度的电动机(即，具有变速驱动(VSD)控制)。
背景技术
众所周知，油路用于润滑和冷却这种电动机中的部件。
这些部件例如但不限于电动机的轴承和齿轮。
在高电动机转速下，这些轴承和齿轮需要精确的定量的油润滑：既不需要太多的油，这可能会导致液压损失并且甚至过热；也不需要太少的油，这可能会导致过度的摩擦和过热。
因此，应用喷油润滑，由此借助于具有非常精确的构造的喷嘴将油精确地定向到需要油的位置。
该位置可以是轴承的滚道或齿轮的齿彼此啮合的位置。
油路中的油需要冷却，以避免油路中的油过热以及伴随产生的油的润滑性能的变化。
为喷嘴提供处于预设压力水平的过滤的和冷却的油的油路通常包括储油器、旋转式油泵、油冷却器、油过滤器和连接管，其可以集成在无油压缩机的其他部件中。此外，通常还包括最小压力阀、旁通管、油压传感器和油温传感器。
传统上，用于这种无油压缩机的油路如下布置。
使用旋转式油泵将油从储油器中泵送出，然后将油引导到油冷却器。油冷却器将在油被引入无油压缩机的待润滑的任何部件和待冷却的任何部件之前冷却油。
在润滑和冷却过程中，油的温度会升高。
在油已经流动通过无油压缩机的待润滑和/或待冷却的部件之后，其将通过回流管被引导回储油器。热油将通过旋转式油泵从储油器被引导到油冷却器，在所述油冷却器中油在被再次引导到无油压缩机的部件之前将被冷却。
前述的旋转式油泵具有重要的作用：如果没有足够的油被及时输送到喷嘴，则润滑不足可能导致轴承和/或齿轮的损坏或故障。
能够使用由独立电动机驱动的旋转式油泵。
这具有可以控制旋转式油泵的优点，但是也具有需要单独的电动机和用于该电动机的控制单元的缺点。结果，无油压缩机将不仅更昂贵，而且更大，并且此外无油压缩机将包括需要维护并且容易故障的附加的部件。
为此，期望与无油压缩机的压缩机元件相同地由同一电动机来驱动旋转式油泵。这将确保在压缩机元件运行时旋转式油泵也正在工作。这也意味着，在无油压缩机的电动机和压缩机元件的更高速度或转速下，当无油压缩机的润滑和冷却需要更多的油时，更多的油被泵送并引导至油冷却器并且随后引导到电动机和/或压缩机元件。
然而，油压不应当升得太高，并且在电动机和压缩机元件的更高的速度或转速下，旋转式油泵将泵送出太多的油使得压力变得太高。过高的油压是所不允许的，例如因为过多的油随后被用于轴承的润滑使得轴承中的损失增加。
这就是为什么具有阀的旁通管被固定在油冷却器的下游的油路中，该油路从某一速度开始将会将一部分被泵送的油驱动回储油器中。
电动机的速度越高，并且因此旋转式油泵的速度就越高，阀将通过旁通管引导回储油器中的油也将更多。
这样油路中的油压就不会升得太高。
根据传统的油路，驱动到电动机和/或压缩机元件的所有油将经过油冷却器。
这种已知的油路因此还存在这样的缺点，即，由于油冷却器被设计成在机器的最大速度下(此时油升温最多)冷却油，在机器的低速运转时油被冷却过多，因此导致了旋转部件中的损失。
结果，在这种低速状况下，油将具有高粘度，这将导致轴承中的油损失。
此外，油将在低速和高速下出现大的温差。
这些大的温差对于无油压缩机的电动机是有害的。
因此，通常将会选择冷却能力可调节的油冷却器，这当然更昂贵且更复杂。
此外，将有必要使用针对最大速度的整个油的流量所设计的大型冷却器。
用于油路的合适的旋转式油泵是齿轮泵、内齿轮泵，例如摆线泵(gerotor pump)和叶片泵。
在美国专利3,995,978中描述了一种摆线泵。
这种摆线泵可以被设计成当它们以与压缩机元件的电动机相同的转速被驱动时通过适当选择泵的宽度和/或齿轮齿或叶片的数量来泵送精确量的油，这允许将旋转式油泵直接安装在电动机的轴上，这将产生非常紧凑、坚固、高效和便宜的机器。
然而，旋转式油泵直接安装在压缩机元件的电动机的轴线上的这种构造的缺点在于旋转式油泵需要安装在无油压缩机中的相对较高的位置处，并且因此旋转式油泵相对于储油器处于相对较高的位置。
这意味着在启动无油压缩机时，旋转式油泵首先需要从与储油器流体连接的抽吸管抽吸空气，并且随后需要从储油器抽吸和泵送油。
如果旋转式油泵中已经存在一些油，则该启动更容易，使得当旋转式油泵启动时，该油被分散并且为旋转式油泵提供密封，使得旋转式油泵的抽吸能力立即为最优的。
因此，在组装旋转式油泵时，通常在旋转式油泵中施加少量(即所述少量为相对于油路中的油的总量较少的量)的油。
然而，当泵在其组装之后在很长时间之后才第一次启动时，该初始量的油已经部分或完全蒸发，因此不再足以以适当的方式来启动旋转式油泵。
US 3,859,013描述了一种旋转式油泵，其中在旋转式油泵和储油器之间的入口通道中设置了一种虹吸式结构，所述虹吸式结构构造成使得少量的油保持在储油器附近的入口通道中。然而，在无油压缩机启动时，旋转式油泵仍然需要在从虹吸式结构抽吸油之前抽吸相当量的空气。
发明内容
本发明的目的是提供解决上述缺点和其他缺点中的至少一个的解决方案。
本发明的目的是一种用于无油压缩机的润滑和冷却的油路，该无油压缩机包括具有可变速度的电动机和由所述电动机驱动的压缩机元件，
-其中，该油路设置有具有油的储油器和旋转式油泵，所述旋转式油泵构造成将油从储油器驱动通过位于所述旋转式油泵上游的入口通道，并且经由油管驱动到压缩机元件和/或电动机；
-其中，该旋转式油泵设置有安装在旋转轴上的转子，其中该旋转式油泵具有工作容积，并且其中该旋转式油泵由所述压缩机元件的电动机驱动；
-其中，所述油路还设置有回流管，所述回流管构造成将油从压缩机元件和/或电动机引导回所述储油器；
-其中，所述油路还设置有旁通管和压力致动的旁通阀，所述旁通管和所述旁通阀构造成将所述旋转式油泵与压缩机元件和/或电动机之间的油的一部分直接引导回所述储油器，而所述部分的油在其返回到所述储油器期间不经过压缩机元件和/或电动机；和
-其中，所述油路还设置有油冷却器，
其特征在于，所述油冷却器布置在旁通管中，并且所述旁通阀布置在油管中。
一个优点是，在压缩机元件的低速下，当需要很少的冷却时，油路中的小部分的油将经由旁通管被引导并且因此被冷却；而在需要更多的冷却的高速下时，油路中的相对较大部分的油将经由旁通管被引导因此将被更多地冷却。
与已知的冷却回路相比，通过在低速下冷却更少并且在高速下冷却更多，油的温度将保持更恒定，并且因此温差将更小。
此外，油的平均温度也将更高，使得油将具有更低的粘度，这将导致在轴承和无油压缩机中的其他位置处(在所述轴承和其他位置处使用油以用于润滑)的油损失更少。
另一个优点是在低速时油将不会被冷却，因为没有油将经由旁通管和油冷却器被引导。以这种方式，油在低速下将不会有太大的粘度。
此外，在高速下，油将不会变得过热，因为更多的油将经由油冷却器被引导。
另一个优点是，油冷却器可以具有更小的尺寸，即与油冷却器位于旁通阀上游的油管中的已知的油路相比，在旁通管中针对更小的油的流量可以选择更小的油冷却器。
在本发明的一个优选实施例中，所述入口通道设置有具有高度的阻挡部，所述阻挡部的所述高度高于所述旋转式油泵的旋转轴的中心线的高度减去所述旋转式油泵的所述转子的最小直径的一半。
该优选实施例的优点在于，确保了在无油压缩机停止之后，在旋转式油泵中以及在旋转式油泵与阻挡部之间的入口通道中保留了大量的油，使得在重启无油压缩机中，旋转式油泵在内部被油完全润湿并且旋转式油泵的抽吸能力将立即非常高。
这样，在无油压缩机的启动(重启)时，在油路中油的流动迅速且平稳地启动。
优选地，所述阻挡部的高度小于所述旋转式油泵的所述旋转轴的所述中心线的高度减去所述旋转式油泵的所述旋转轴的最小直径的一半。
这将防止油经由旋转式油泵的旋转轴泄漏和/或将避免需要所述轴的附加密封件。
本发明还涉及一种设置有用于其润滑和冷却的油路的无油压缩机，
-其中，该无油压缩机包括具有可变速度的电动机和由所述电动机驱动的压缩机元件；
-其中，该油路设置有具有油的储油器和旋转式油泵，所述旋转式油泵构造成将油从储油器驱动通过位于所述旋转式油泵上游的入口通道，并且经由油管驱动到压缩机元件和/或电动机；
-其中，该旋转式油泵设置有安装在旋转轴上的转子，其中该旋转式油泵具有工作容积，并且其中该旋转式油泵被所述压缩机元件的电动机驱动；
-其中，所述油路还设置有回流管，所述回流管构造成将油从压缩机元件和/或电动机引导回所述储油器；
-其中，所述油路还设置有旁通管和压力致动的旁通阀，所述旁通管和所述旁通阀构造成将所述旋转式油泵与压缩机元件和/或电动机之间的油的一部分直接引导回所述储油器，而所述部分的油在其返回到所述储油器期间不经过压缩机元件和/或电动机；和
-其中，所述油路还设置有油冷却器，
其特征在于，所述无油压缩机构造成使得所述油冷却器布置在旁通管中，并且所述旁通阀布置在油管中。
最后，本发明涉及一种经由油路控制无油压缩机的润滑和/或冷却的方法，
-其中，该无油压缩机包括具有可变速度的电动机和由所述电动机驱动的压缩机元件；
-其中，该油路设置有具有油的储油器和旋转式油泵，所述旋转式油泵构造成将油从储油器驱动通过位于所述旋转式油泵上游的入口通道，并且经由油管驱动到压缩机元件和/或电动机；
-其中，该旋转式油泵由压缩机元件的电动机驱动；
-其中，所述油路还设置有旁通管和压力致动的旁通阀，所述旋转式油泵与压缩机元件和/或电动机之间的油的一部分通过所述旁通管和所述旁通阀被直接引导回所述储油器，而所述部分的油在其返回到所述储油器期间不经过压缩机元件和/或电动机；和
-其中，所述油路还设置有油冷却器，
其特征在于，通过所述旁通管和所述旁通阀被引导回储油器的被泵送的油的所述部分经过布置在所述旁通管中的油冷却器，并且所述旁通阀被控制为使得在所述旁通阀与压缩机元件和/或电动机之间的油管中达到预设压力。
优选地，仅在油或者具有比油更高的挥发性的润滑剂已经在旋转式油泵的下游且高于所述旋转式油泵的位置处被引入油路中之后，才启动压缩机元件的电动机。
附图说明
为了更好地示出本发明的特征，参照附图，示例性且非限制性地随后描述根据本发明的油路和设置有这种油路的无油压缩机的一些优选实施例，其中：
图1示意性地示出了设置有根据本发明的油路的无油压缩机；
图2示意性地示出了旋转式油泵的流量(flow rate)根据电动机速度的变化；
图3示出了旁通阀下游的油管内的压力根据电动机速度的变化；
图4更详细地示意性地示出了图1的电动机和旋转式油泵；
图5示出了根据图4中的箭头F3的视图，其中旋转式油泵的壳体被部分地切除；
图6更详细地示出了由图5中的F4所指示的部分；
图7示出了图6中的部分的替代实施例。
具体实施方式
在这种情况下，图1所示的无油压缩机1是具有螺杆式压缩机元件2、变速器3(或“齿轮箱”)和具有可变速度的电动机4的螺杆式压缩机装置，其中无油压缩机1设置有根据本发明的油路5。
根据本发明，无油压缩机1不必是螺杆式压缩机1，因为压缩机元件2也可以是不同类型的，例如，齿式压缩机元件、涡旋式压缩机元件、叶片式压缩机元件等。
压缩机元件2设置有壳体6，所述壳体6具有用于吸入气体的入口7和用于压缩的气体的出口8。两个匹配的螺旋转子9安装在壳体6中的轴承上。
油路5将向无油压缩机1供应油11以润滑无油压缩机1的部件并且如果需要冷却所述部件。
这些部件例如是变速器3中的齿轮、压缩机元件2中安装螺旋转子9的轴承等。
油路5包括具有油11的储油器10和油管12，所述油管12用于将油11引入无油压缩机1的待润滑和/或待冷却的部件。
在油管12中设置有旋转式油泵13，以能够从储油器10泵送油11。
旋转式油泵13由压缩机元件2的电动机4驱动。
旋转式油泵13可以直接连接到电动机4的轴或驱动轴。该驱动轴随后通过联轴器连接到电动机4。随后齿轮安装在由齿轮箱驱动的驱动轴上。一个或多个压缩机元件2可以通过齿轮箱来驱动。
在旋转式油泵13的下游的油管12内设置有旁通阀14和旁通管15，所述旁通阀14和旁通管15从油管12向回通向储油器10。
尽管在所示的示例中，旁通阀14被固定在油管12中，但并不排除旁通阀14被固定在旁通管15中。不排除使用附加的三通阀，所述三通阀固定在油管12与旁通管15相连接的位置处。
旁通阀14将如下来分配由旋转式油泵13泵送的油11：一部分将经由油管12被驱动至无油压缩机1的待润滑和/或待冷却的部件，另一部分将经由旁通管15被驱动回储油器10。
在这种情况下，但非必须的，旁通阀14是机械阀14。
在优选实施例中，阀14是弹簧加载的阀，即阀14包括弹簧或弹簧元件，其中弹簧将根据阀14上游或下游的压力p或多或少地打开阀14。
在这种情况下，该阀将是弹簧加载的阀14，其将根据阀14下游的压力p关闭和打开旁通管15。当压力p超过某个阈值时，阀14将打开旁通管14，使得泵送的油11的一部分将经由旁通管15流动到储油器10。
根据本发明，油冷却器16布置在旁通管15中。这意味着经由旁通管15流动的油11可以被冷却，但是经由油管12流动到待润滑和/或待冷却的部件的油11将不会被冷却。
换句话说：冷却后的冷油11将经由旁通管15被引导至储油器10。
在这种情况下，前述油冷却器16形成热交换器17的一部分。油冷却器16例如可以是板式冷却器，但是在本发明中可以使用适于冷却油11的任何类型的冷却器。
在这种情况下，油冷却器16对于给定的油的流量和冷却剂的流量具有固定的或恒定的冷却能力。这意味着冷却能力无法调节。通过调节冷却剂的流量(flow)，将确实能够调节冷却能力。但是，这不是必需的。
油管12从旁通阀14延伸到无油压缩机1的待润滑和待冷却(如果需要)的部件。在此处，油管12将被分成可以部分地集成在压缩机元件2中的子管18。
此外，油路5设置有回流管19，所述回流管19用于在来自压缩机元件2的油11已经润滑并且如果需要冷却部件之后将所述油输送回储油器10。
这种油11将具有较高的温度。
在储油器10中，该热油11将与经由旁通管15被引导至储油器10的冷却的冷油11混合。
具有油路5的无油压缩机1的操作非常简单并且如下所述。
当压缩机元件2由电动机4驱动时，匹配的旋转的螺旋转子9将吸入并压缩空气。
在运行期间，压缩机元件2、变速器3和电动机4的不同部件将被润滑和冷却。
当旋转式油泵13由压缩机元件2的电动机4驱动时，从无油压缩机1启动时起，其将泵送油11并将所述油经由油管12和子管18驱动到无油压缩机1的待润滑和待冷却的部件。
旋转式油泵13的流量Q根据电动机4的速度n的变化如图2所示。
从该图中可以看出，在低速n时，与高速n时相比，旋转式油泵13将泵送更少的油11。这是有利的，因为在低速n时将需要较少的润滑和冷却，并且在高速n时需要较多的润滑和冷却。
在低速n时，被泵送的所有油11将被驱动到压缩机元件2和电动机4，即旁通阀14将关闭旁通管15使得没有油11能够沿着旁通管15和油冷却器16回流动到储油器10。由于在低速n时因为油11将几乎不会升温而不需要冷却，所以这不会引起问题并且这将确保油11不会过冷。
图3中示出了旁通阀14下游的油管12中的压力p的变化。
压力将与速度n系统地(systematically)成比例地上升，直到达到与速度n'相对应的特定压力p'。
从该速度n'起，达到压力p'使得旁通阀14将部分地打开到旁通管15。
结果，在高于n'的速度下，泵送的油11的一部分将经由旁通管15被驱动通过旁通阀14。
这在图2中示意性地示出，其中曲线被分成两个分支：油的流量Q的对应于区域I的一部分将经由油管12被驱动到无油压缩机1的待润滑和待冷却的部件，而油的流量Q的对应于区域II的另一部分将经由旁通管15被驱动回储油器10。
由于旁通阀14将打开，因此从速度n'起，压力p将不再与电动机4的速度n成比例地上升，而是曲线变得平坦，如图3所示。
速度n越高，旁通阀15将被油管12中旁通阀15下游的更高的压力p推动打开得越多。实际上，在更高的速度n下，旋转式油泵13的流量Q将更大，使得该压力p也将升高，使得旁通阀14将打开得更多。
弹簧加载的旁通阀14的弹簧特性被选择为使得旁通阀14由弹簧控制，使得根据图3的曲线在旁通阀14与压缩机元件2和/或电动机4之间的油管12中达到预设压力p。
经由旁通管15被引导的油11将经过油冷却器16并被所述油冷却器16冷却。
由于经由旁通管15被引导的冷却的油11到达储油器10，所以储油器10内的油11的温度将下降。该冷(更冷)的油11随后被旋转式油泵13泵送并且被引入压缩机元件2和/或电动机4。
由于在高速n时在无油压缩机1中产生更多的热量，将需要更多的冷却，这通过上述方法来精确地实施。
在速度n增加时，旋转式油泵13将总是从储油器10泵送出更多的油11。由于旁通阀14下游的压力p将总是因此而更高，所以该旁通阀14将总是通过经由旁通管15引导更多的油11来对压力升高作出响应，使得压力p不会升得太高并且继续遵循图3的曲线。
结果，随着速度n的增加，越来越多的油11将被冷却，使得无油压缩机1的在这些增加的速度n的情况下上升的温度能够被调节(accommodated)。
这在图2中示出，其中区域II在更高的速度n时总是变得更大。
以上清楚地表明，在低速n时，很少或没有油11被冷却，而在增加的速度n时，越来越多的油11被冷却。
其结果是，油的平均温度将更稳定和更高，这确保油11的平均粘度将更低，使得旋转式油泵13和润滑位置处的油的损失更少。
从图2中可以进一步看出，在所有的速度n下，经由旁通管15和油冷却器16(区域II)通过的油的流量Q将小于被驱动到压缩机元件2和/或电动机4(区域I)的油的流量Q。
这意味着与已知的冷却回路相比，油冷却器16可以具有更小的尺寸。
压缩机元件2和/或电动机4的油11将经由回流管19被驱动回储油器10中。
该油11将比储油器10中的油11具有更高的温度。
除了这种热油11之外，冷却的油11也将经由旁通管15到达储油器10。
两者将在储油器10中混合在一起，这将形成处于冷却的油11的温度与热油11的温度之间的某个温度的油11。
从储油器10起，旋转式油泵13将再次泵送油11，并遵循上述方法和控制。
尽管在所示的示例中，弹簧加载的机械阀被用作旁通阀14，但是能够使用由控制器20控制的电子旁通阀14。
在图1中，该控制器20以虚线示例性地示出。该控制器20将控制旁通阀14，例如基于来自布置在油管12中旁通阀14下游的压力传感器21的信号。控制器20将控制旁通阀14，使得由压力传感器21记录的压力p将遵循图3的曲线的路径。换句话说：旁通阀14被控制为使得在旁通阀14与压缩机元件2和/或电动机4之间的油管12中达到预设压力p。
尽管在所示和所描述的示例中，油路5被示出为与压缩机元件2和电动机4分离，但是当然并不排除油路5集成在压缩机元件2和/或电动机4中或物理地形成压缩机元件2和/或电动机4的一部分。
在以上所示和所描述的所有实施例中，油路5还能够包括油过滤器。该油过滤器可以例如但非必须地固定在旁通阀14下游的油管12中。油过滤器在将油送到压缩机元件2和/或电动机4之前将从油11中收集任何污染物。
电动机4将直接驱动压缩机元件2以及旋转式油泵13。在图4中示出电动机4的旋转轴22直接驱动旋转式油泵13。
油路5将允许旋转式油泵13在将来自储油器10的油11泵送穿过旋转式油泵13之前泵送穿过入口通道23，在泵送穿过旋转式油泵13之后油11可以被引导穿过油管12和子管18到达定位在电动机4和/或压缩机元件2中的特定位置上的喷嘴，以用于润滑和/或冷却一个或多个轴承和无油压缩机1的其他部件。
当旋转式油泵13由压缩机元件2的电动机4驱动时，其将处于比储油器10高得多的位置高度处。这意味着从储油器10延伸到旋转式油泵13的入口通道23相对较长。
旋转式油泵13包括壳体24，在所述壳体24中安装有定子25和转子26。转子26安装在由电动机4的旋转轴22驱动的旋转轴27上。
旋转式油泵13是摆线泵，然而这不是本发明的先决条件。
壳体24设置有用于油11的入口端口28(连接到入口通道23)和用于泵送的油11的出口端口29。
在图5中，入口端口28和出口端口29清晰可见。
如图6所示，入口通道23设置有位于旋转式油泵13附近的阻挡部(dam)30。
“阻挡部30”是指这样一种结构，其确保当电动机4停止时，一定量的油11将保留在入口通道23中的空间31中，空间31被阻挡部30围筑(dammed)。
“位于旋转式油泵13附近”指的是前述剩余量的油11将保持在这样的位置，使得旋转式油泵13能够在旋转式油泵13启动时立即泵送油11。
这意味着上述剩余量的油11将例如至少部分地存在于旋转式油泵13中，或者剩余量的油11将位于紧邻旋转式油泵13的入口端口28的入口通道23中。
在图6中清楚可见，阻挡部30具有最小高度，该最小高度等于旋转式油泵13的旋转轴27的中心线32的高度A减去旋转式油泵13的转子26的最小直径B的一半。
通过使得阻挡部30至少与由线C表示的该最小高度一样高，足够的油11将保留在阻挡部30与旋转式油泵13之间的入口通道23中的由阻挡部30围筑的空间31中，由此在无油压缩机1启动时旋转式油泵13在内部被完全润湿。由于旋转式油泵13通过油11的该立即的内部润湿，转子26和定子25将立即被该油11密封使得旋转式油泵13的抽吸能力立即达到最大。
在这种情况下，并且优选地，阻挡部30的高度D小于最大高度，该最大高度等于旋转式油泵13的旋转轴27的中心线32的高度A减去旋转式油泵13的旋转轴27的直径E的一半。
如果阻挡部30将高于由线F表示的该最大高度，则剩余的油11的液位将高于旋转式油泵13的旋转轴27的最低点。因此，油11将可能会经由旋转式油泵13的旋转轴27泄漏和/或需要在旋转式油泵13的旋转轴27上设置密封件以避免这种情况。
除了阻挡部30的最小高度C和最大高度F之外，阻挡部30的构造使得在这种情况下并且优选地旋转式油泵13和入口通道23中的可能存在于旋转式油泵13与阻挡部30之间的油11的量至少是旋转式油泵13的工作容积(swept volume)的两倍。
这具有如下优点：在旋转式油泵13启动时，在旋转式油泵13和入口通道23中可立即获得足够的油11，使得不仅能够立即在内部润湿旋转式油泵13，还能立即将一定量的油11经由出口端口29泵送至油路5或泵送穿过所述油路，并且进一步泵送至无油压缩机1的待润滑和/或待冷却的部件。
尽管图5和6中的阻挡部30被设计为朝向旋转式油泵13的转子26和定子25倾斜的斜坡，但并不排除阻挡部30具有另一种构造。
在图7中示出了一种替代的构造，其中阻挡部30具有阶梯状形式，由此入口通道23相伴随地设置有台阶部33。
尽管该实施例具有如下优点：更多的油11将保留在阻挡部30与旋转式油泵13之间的空间31中，但其缺点是在油11的抽吸时，可以说油11经由台阶部33向下流动，这可能导致不希望的湍流。在图5和6的实施例中，可以说油11从阻挡部30向下流动。
无油压缩机1的操作非常简单，如下所述。
为了启动无油压缩机1，优选地采取以下步骤：
-在旋转式油泵13下游且高于旋转式油泵13的位置处将油11引入油路5中直至空间31完全充满油11；和
-随后启动电动机4。
被引入油路5中的油11可以向下流动到旋转式油泵13，并且将旋转式油泵13和入口通道23两者在阻挡部30和旋转式油泵13之间的空间31中填充到等于阻挡部30的高度D的液位。
当电动机4随后启动时，压缩机元件2和旋转式油泵13将被驱动，并且被引入油路5中并且现在位于旋转式油泵13和上述空间31中的油11将确保旋转式油泵13能够立即泵送油11并将其输送到油路5，使得压缩机元件2从无油压缩机1一启动就立即被提供有所需的油11。
替代地，也能够在电动机4启动之前首先将比油11更不易挥发的润滑剂引入旋转式油泵13的内部中。
这种方法优选地应用于无油压缩机1的组装，使得在无油压缩机1的第一次启动时，旋转式油泵13中存在更不易挥发的润滑剂。
当然并不排除这两种方法结合，其中在第一次启动时引入更不易挥发的润滑剂，并且在无油压缩机1随后的启动时将油11引入油路5中。
从电动机4启动的时刻开始，旋转式油泵13将立即经由入口通道23从储油器10泵送油11。
泵送的油11随后将经由出口端口29离开旋转式油泵13并且进入油路5，所述油11从油路5被输送到位于压缩机元件2和/或电动机4的不同的待润滑和/或待冷却的部件处的不同的喷嘴。
因此，从电动机4和无油压缩机1的启动开始，压缩机元件2和/或电动机4将几乎立即被提供有油11。
不排除无油压缩机1包括构造成记录旋转式油泵13与阻挡部30之间的空间31中是否存在油11的传感器。
上述传感器可以是任何类型的油位传感器，但也可以是根据本发明的油压传感器或油温传感器。
针对启动具有这种传感器的无油压缩机1，优选地仅在旋转式油泵13和阻挡部30之间的入口通道23中已经检测到油11之后才启动电动机4。
如果未检测到油11，则无油压缩机1不启动，而是向用户发出警告信号。
清楚的是，用于在启动时控制无油压缩机1的润滑和/或冷却的传感器和上述方法可以与前述方法相结合。该方法将包括附加的安全特征，以防止无油压缩机1可能在旋转式油泵13和阻挡部30之间的入口通道23中没有油11的情况下启动。
无油压缩机1还能够包括储油器10与旋转式油泵13和阻挡部30之间的空间31之间的流体连接，其中流体连接构造成将油11从储油器10输送到旋转式油泵13与阻挡部30之间的空间31。
这可以例如通过手动或电动操作的小型泵来实现。
当无油压缩机1设置有这种流体连接时，可以执行以下方法来启动无油压缩机1：
-将油11从储油器10输送到旋转式油泵13和阻挡部30之间的空间31，直到空间31完全充满油11；和
-随后启动电动机4。
当然不排除无油压缩机1还设置有构造成记录阻挡部30和旋转式油泵13之间的入口通道23中是否存在油11的传感器。
在这种情况下，当启动时没有检测到油11时，将向用户发出信号以通过操作小型泵将油11从储油器10输送到旋转式油泵13和阻挡部30之间的空间31，或者当该小型泵电动地操作时，小型泵将由无油压缩机1自动启动，以确保油11从储油器10被输送到旋转式油泵13和阻挡部30之间的空间31，之后能够顺利地启动电动机4而没有问题。
本发明决不限于作为示例描述并且在附图中所示的实施例，而是可以在不偏离本发明的范围的情况下以各种形式和尺寸实现根据本发明的油路和设置有这种油路的无油压缩机。

Claims (28)

1.一种用于无油压缩机(1)的润滑和冷却的油路，所述无油压缩机包括具有可变速度的电动机(4)和由所述电动机(4)驱动的压缩机元件(2)，
-其中，该油路(5)设置有具有油(11)的储油器(10)和旋转式油泵(13)，所述旋转式油泵构造成将油(11)从储油器(10)驱动通过位于所述旋转式油泵(13)上游的入口通道(23)，并且经由油管(12)驱动到压缩机元件(2)和/或电动机(4)；
-其中，该旋转式油泵(13)设置有安装在旋转轴(27)上的转子(26)，其中该旋转式油泵(13)具有工作容积，并且其中该旋转式油泵(13)被所述压缩机元件(2)的电动机(4)驱动；
-其中，所述油路(5)还设置有回流管(19)，所述回流管构造成将油(11)从压缩机元件(2)和/或电动机(4)引导回所述储油器(10)；
-其中，所述油路(5)还设置有旁通管(15)和压力致动的旁通阀(14)，所述旁通管和所述旁通阀构造成将所述旋转式油泵(13)与压缩机元件(2)和/或电动机(4)之间的油(11)的一部分直接引导回所述储油器(10)，而所述部分的油(11)在其返回到所述储油器(10)期间不经过压缩机元件(2)和/或电动机(4)；和
-其中，所述油路(5)还设置有油冷却器(16)，
其特征在于，所述油冷却器(16)布置在旁通管(15)中，并且所述旁通阀(14)布置在油管(12)中。
2.根据权利要求1所述的油路，其特征在于，所述油路(5)仅设置有一个旋转式油泵(13)。
3.根据权利要求1或2所述的油路，其特征在于，所述油冷却器(16)具有固定的或恒定的冷却能力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的油路，其特征在于，所述旁通阀(14)是机械阀，优选地是弹簧加载的阀。
5.根据前述权利要求中任一项所述的油路，其特征在于，所述入口通道(23)设置有具有高度(D)的阻挡部(30)，所述阻挡部的高度高于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述转子(26)的最小直径(B)的一半。
6.根据权利要求5所述的油路，其特征在于，所述阻挡部(30)的高度(D)小于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的所述中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的最小直径(E)的一半。
7.根据权利要求5或6所述的油路，其特征在于，所述阻挡部(30)构造成使得所述旋转式油泵(13)和所述入口通道(23)能够在所述旋转式油泵(13)和所述阻挡部(30)之间容纳一定量的油(11)，所述油的量是所述旋转式油泵(13)的工作容积的至少两倍。
8.根据前述权利要求5至7中任一项所述的油路，其特征在于，所述油路(5)设置有传感器，所述传感器构造成记录在所述旋转式油泵(13)与所述阻挡部(30)之间是否存在油(11)。
9.根据前述权利要求5至8中任一项所述的油路，其特征在于，所述油路(5)在所述储油器(10)与所述入口通道(23)中的所述旋转式油泵(13)与所述阻挡部(30)之间的空间(31)之间设置有流体连接，其中所述流体连接构造成将油(11)从所述储油器(10)输送至所述旋转式油泵(13)和所述阻挡部(30)之间的所述空间(31)。
10.一种无油压缩机，所述无油压缩机设置有用于其润滑和冷却的油路(5)，
-其中，该无油压缩机包括具有可变速度的电动机(4)和由所述电动机(4)驱动的压缩机元件(2)；
-其中，该油路(5)设置有具有油(11)的储油器(10)和旋转式油泵(13)，所述旋转式油泵构造成将油(11)从储油器(10)驱动通过位于所述旋转式油泵(13)上游的入口通道(23)，并且经由油管(12)驱动到压缩机元件(2)和/或电动机(4)；
-其中，该旋转式油泵(13)设置有安装在旋转轴(27)上的转子(26)，其中该旋转式油泵(13)具有工作容积，并且其中该旋转式油泵(13)被所述压缩机元件(2)的电动机(4)驱动；
-其中，所述油路(5)还设置有回流管(19)，所述回流管构造成将油(11)从压缩机元件(2)和/或电动机(4)引导回所述储油器(10)；
-其中，所述油路(5)还设置有旁通管(15)和压力致动的旁通阀(14)，所述旁通管和所述旁通阀构造成将所述旋转式油泵(13)与压缩机元件(2)和/或电动机(4)之间的油(11)的一部分直接引导回所述储油器(10)，而所述部分的油(11)在其返回到所述储油器(10)期间不经过压缩机元件(2)和/或电动机(4)；和
-其中，所述油路(5)还设置有油冷却器(16)，
其特征在于，所述无油压缩机(1)构造成使得所述油冷却器(16)布置在旁通管(15)中，并且所述旁通阀(14)布置在油管(12)中。
11.根据权利要求10所述的无油压缩机，其特征在于，所述油路(5)仅设置有一个旋转式油泵(13)。
12.根据权利要求10或11所述的无油压缩机，其特征在于，所述油冷却器(16)具有固定的或恒定的冷却能力。
13.根据前述权利要求10至12中任一项所述的无油压缩机，其特征在于，所述旁通阀(14)是机械阀，优选地为弹簧加载的阀。
14.根据前述权利要求10至13中任一项所述的无油压缩机，其特征在于，所述入口通道(23)设置有具有高度(D)的阻挡部(30)，所述阻挡部的高度高于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述转子(26)的最小直径(B)的一半。
15.根据权利要求14所述的无油压缩机，其特征在于，所述阻挡部(30)的高度(D)小于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的所述中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的最小直径(E)的一半。
16.根据权利要求14或15所述的无油压缩机，其特征在于，所述阻挡部(30)构造成使得所述旋转式油泵(13)和所述入口通道(23)能够在所述旋转式油泵(13)和所述阻挡部(30)之间容纳一定量的油(11)，所述油的量是所述旋转式油泵(13)的工作容积的至少两倍。
17.根据前述权利要求14至16中任一项所述的无油压缩机，其特征在于，所述油路(5)设置有传感器，所述传感器构造成记录在所述旋转式油泵(13)与所述阻挡部(30)之间是否存在油(11)。
18.根据前述权利要求14至17中任一项所述的无油压缩机，其特征在于，所述油路(5)在所述储油器(10)与所述入口通道(23)中的所述旋转式油泵(13)与所述阻挡部(30)之间的空间(31)之间设置有流体连接，其中所述流体连接构造成将油(11)从所述储油器(10)输送至所述旋转式油泵(13)和所述阻挡部(30)之间的所述空间(31)。
19.根据前述权利要求10至18中任一项所述的无油压缩机，其特征在于，所述无油压缩机(1)是无油螺杆式压缩机。
20.一种经由油路(5)控制无油压缩机(1)的润滑和/或冷却的方法，
-其中，该无油压缩机(1)包括具有可变速度的电动机(4)和由所述电动机(4)驱动的压缩机元件(2)；
-其中，该油路(5)设置有具有油(11)的储油器(10)和旋转式油泵(13)，所述旋转式油泵构造成将油(11)从储油器(10)驱动通过位于所述旋转式油泵(13)上游的入口通道(23)，并且经由油管(12)驱动到压缩机元件(2)和/或电动机(4)；
-其中，该旋转式油泵(13)设置有安装在旋转轴(27)上的转子(26)，并且其中该旋转式油泵(13)由压缩机元件(2)的电动机(4)驱动；
-其中，所述油路(5)还设置有旁通管(15)和压力致动的旁通阀(14)，所述旋转式油泵(13)与压缩机元件(2)和/或电动机(4)之间的油(11)的一部分通过所述旁通管和所述旁通阀被直接引导回所述储油器(10)，而所述部分的油(11)在其返回到所述储油器(10)期间不经过压缩机元件(2)和/或电动机(4)；和
-其中，所述油路(5)还设置有油冷却器(16)，
其特征在于，被泵送的油(11)的通过所述旁通管(15)和所述旁通阀(14)被引导回储油器(10)的所述部分经过布置在所述旁通管(15)中的油冷却器(16)，并且所述旁通阀(14)被控制为使得在所述旁通阀(14)与压缩机元件(2)和/或电动机(4)之间的油管(12)中达到预设压力(p)。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述油(11)仅通过一个旋转式油泵(13)被驱动通过所述油路(5)。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述油(11)被具有固定的或恒定的冷却能力的油冷却器(16)冷却。
23.根据前述权利要求20至22中任一项所述的方法，其特征在于，被泵送的油(11)的通过所述旁通管(15)被引导回储油器(10)的所述部分借助于所述旁通阀(14)被控制，所述旁通阀是机械阀，优选地为弹簧加载的阀。
24.根据前述权利要求20至23中任一项所述的方法，其特征在于，油(11)保持在所述旋转式油泵(13)和阻挡部(30)之间的空间(31)中，所述阻挡部设置在所述入口通道(23)中，并且所述阻挡部具有高度(D)，所述阻挡部的高度高于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述转子(26)的最小直径(B)的一半，并且小于所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的所述中心线(32)的高度(A)减去所述旋转式油泵(13)的所述旋转轴(27)的最小直径(E)的一半。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述无油压缩机(1)的电动机(4)的启动和/或重启时，所述方法包括以下步骤：
-在位于所述旋转式油泵(13)下游且高于所述旋转式油泵的位置处将所述油(11)引入所述油路(5)中，直到所述空间(31)完全充满油(11)；和
-随后启动电动机(4)。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，在所述无油压缩机(1)的电动机(4)的启动和/或重启时，所述方法包括以下步骤：
-将具有比油(11)更高的挥发性的润滑剂引入所述旋转式油泵(13)的内部，直到所述空间(31)完全充满润滑剂；和
-随后启动电动机(4)。
27.根据前述权利要求24至26中任一项所述的方法，其特征在于，在所述无油压缩机(1)的电动机(4)的启动和/或重启时，所述方法还包括以下步骤：
-借助于所述油路(5)所设置的传感器来记录所述空间(31)是否被完全填充；和
-随后，如果记录到所述空间(31)已经被完全填充，则启动电动机(4)。
28.根据前述权利要求24至27中任一项所述的方法，其特征在于，在所述无油压缩机(1)的电动机(4)的启动和/或重启时，所述方法还包括以下步骤：
-通过所述油路(5)所设置的流体连接将油(11)从储油器(10)输送到所述空间(31)，直到所述空间(31)完全充满油(11)；和
-随后启动电动机(4)。
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