CN110259666A - 一种冷却装置及空压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却装置及空压机，包括：密闭壳体，具有密闭空间；制冷装置，包括蒸发器，设置在所述密闭壳体内部；润滑油热交换装置，设置在所述密闭壳体内部，串联在连通油气分离器的润滑油出口和机头的润滑油入口的管路中。本发明的冷却装置，首次将制冷装置引入空压机来冷却润滑油，这种降温方式功率消耗少，降温速度快，冷却效果好，由于润滑油热交换装置设置在密闭壳体内部，不会受到外界灰尘等细微颗粒的影响，长期使用也不会降低传热效率，能够有效克服现有技术中铝制散热器使用一段时间后传热效率降低导致的一系列问题，有利于延长空压机的使用寿命，保证空压机在较长时间的运行中保持性能稳定，改善用户体验。

Description

一种冷却装置及空压机

技术领域

本发明涉及空压机技术领域，具体涉及一种对润滑油进行冷却的冷却装置及空压机。

背景技术

空压机在运行过程中产生的高温主要通过润滑油来降温，润滑油的温度过高或过低都会损坏空压机的机头。现有的空压机设备，对润滑油进行降温，最常见的方式是风冷式，即采用铝制散热器和风机，铝制散热器内设散热通道，润滑油由散热通道的入口进，出口出，风机用吹或吸的方式对铝制散热器进行风冷降温，在控制面板上设定温度范围，通过变频器控制风机的转速进行调节温度，保持润滑油的温度在设定安全温度范围内，进而保证空压机正常运行。

发明人在多年的企业经营中，发现使用一定年限(通常是5-8年)的空压机，通常会出现产气效率下降，功耗上升的问题，偶发铝制散热器发鼓爆破、机头抱死不运行等设备故障。这在业内通常被认为空压机使用寿命已到，需要更新，发明人一度也这么认为。后来发明人对发鼓爆破的铝制散热器、和抱死不运行的机头进行检查，发现发鼓爆破的铝制散热器内部的润滑油发焦发粘，抱死不运行的机头内部也发现发焦发粘的润滑油。发明人后来对一些老旧机器的铝制散热器进行切割检查，发现铝制散热器的内部都粘附有不易流动的润滑油，导致通过性很差；发明人又针对空压机的使用环境进行了分析，发现空压机使用的工厂环境空气质量较差，空气中的灰尘容易附着在铝制散热器的表面，影响散热，在变频器已经控制风机以最大转速吹风，润滑油的温度仍处于控制面板设定的温度范围的上限或轻微超出，空压机通常会在这种环境下工作较长时间。

经过认真分析，发明人认为，主要是现有的风冷降温方式存在缺陷，对空压机设备造成了温水煮青蛙式的损害，设备运行较长时间后，必然出现产气效率低、功耗上升的问题。具体是：现有的风冷降温方式，通常包括铝制散热器和风机，为了提高散热效率，铝制散热器上均布有许多空隙，风机吹动空气穿越空隙带走热量，为铝制散热器降温，然而现实中的工况复杂，空压机通常工作的场所灰尘等细微颗粒物较多，这些细微颗粒物被风机吸引并吹向铝制散热器后，很容易附着在铝制散热器的空隙中，降低铝制散热器的散热效率，逐渐累积之后，变频器逐渐控制风机加大转速，铝制散热器的温度也逐渐提升，润滑油长期在较高温度下运行，开始变焦发粘，慢慢附着在铝制散热器散热通道的内壁上，造成通过性变差，进一步降低了铝制散热器的散热效率，如此循环；另外，变焦发粘的润滑油还会导致机头粘性加大，最终导致空压机出现产气效率低、功耗上升问题，最严重时可发生铝制散热器发鼓爆破、机头抱死不运行等严重设备故障。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空压机采用传统风冷降温，长时间运行后，导致产气效率低、功耗上升且使用寿命短的技术缺陷，从而提供一种全新结构的冷却装置，该冷却装置在空压机长时间运行后，也不会导致产气效率低功耗上升等问题，能够提升设备使用寿命。

为此，本发明提供一种一种冷却装置，包括：

密闭壳体，具有密闭空间；

制冷装置，包括蒸发器，设置在所述密闭壳体内部；

润滑油热交换装置，设置在所述密闭壳体内部，串联在连通油气分离器的润滑油出口和机头的润滑油入口的管路中。

作为一种优选方案，所述润滑油热交换装置的用于流通润滑油的管路内径＞3mm。

作为一种优选方案，所述制冷装置包括：

压缩机，具有压缩机入口和压缩机出口；

冷凝器，具有与所述压缩机出口连通的冷凝器入口，和冷凝器出口；

节流装置，具有与所述冷凝器出口连通的节流入口，和节流出口；

蒸发器，具有与所述节流出口连通的蒸发器入口，和蒸发器出口；

气液分离器，具有与所述蒸发器出口连通的气液分离器入口，和与所述压缩机入口连通的气液分离器出口。

作为一种优选方案，所述润滑油热交换装置在所述密闭壳体内部盘绕设置。

作为一种优选方案，所述蒸发器设置在所述密闭壳体的中部位置，所述润滑油热交换装置环绕设置在所述蒸发器外侧。

作为一种优选方案，所述密闭壳体内部还设有气体热交换装置，所述气体热交换装置串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。

作为一种优选方案，所述气体热交换装置环绕设置所述润滑油热交换装置外侧。

作为一种优选方案，所述密闭壳体为绝热壳体。

作为一种优选方案，所述密闭壳体为导热壳体；

还包括：

保温外壳，套设在所述密闭壳体外部，具有间隔空间；

气体热交换装置，设置在所述保温外壳和所述密闭壳体之间，串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。

作为一种优选方案，所述气体热交换装置环绕设置所述密闭壳体的外壁外侧。

本发明还提供一种空压机，包括空气过滤器、机头、油气桶、油气分离器、储气罐，还包括如上任一项所述的冷却装置。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

1.本发明的冷却装置，突破了行业惯例，首次将制冷装置引入空压机来冷却润滑油，这种降温方式功率消耗少，降温速度快，冷却效果好，由于润滑油热交换装置设置在密闭壳体内部，不会受到外界灰尘等细微颗粒的影响，长期使用也不会降低传热效率，能够有效克服现有技术中铝制散热器使用一段时间后传热效率降低导致的一系列问题，有利于延长空压机的使用寿命，保证空压机在较长时间的运行中保持性能稳定，改善用户体验。

2.本发明的冷却装置，润滑油热交换装置的用于流通润滑油的管路内径＞3mm，由于润滑油热交换装置设置在温度较低的密闭壳体内部，热交换效率高(由于蒸发器的存在)，可以将润滑油热交换装置的用于流通润滑油的管路内径设置为＞3mm(传统铝制散热板的用于流通润滑油的管路内径一般为，基本没有超过3mm的，因为超出后不能保证散热效果)，从而大大提高润滑油的通过性，保证散热效率。

3.本发明的冷却装置，制冷装置包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和气液分离器，制冷装置运行后，将用于制冷的蒸发器设置在密闭壳体中，可以大大提升润滑油的降温效率。

4.本发明的冷却装置，润滑油热交换装置环绕蒸发器设置，可以提高热交换效率。

5.本发明的冷却装置，还包括气体热交换装置，设置在密闭壳体内部，串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中，这样可以使用蒸发器的冷量对气体降温冷却，提供降温效率。进一步的，可设置气体热交换装置环绕设置在润滑油热交换装置外侧，这样可以既可以保证润滑油的降温效果，又不会浪费冷量。

6.本发明的冷却装置，密闭壳体使用导热材质，并在密闭壳体外部额外设置保温外壳，两者之间形成间隔空间；气体热交换装置设置在保温外壳和密闭壳体之间，这样可以避免润滑油热交换装置和气体热交换装置之间发生相互干扰，导致降温不均的问题。进一步的，将气体热交换装置环绕设置在密闭壳体的外壁外侧，可以提高热交换效率。

7.本发明还提供一种空压机，包括空气过滤器、机头、油气桶、油气分离器、储气罐，还包括如上任一项所述的冷却装置。由于采用了上述的冷却装置，因而具有因采用上述冷却装置而带来的一切优点。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术或本发明具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍。

图1是本发明冷却装置的整体结构示意图。

附图标记：1、压缩机；11、压缩机入口；12、压缩机出口；2、冷凝器；21、冷凝器入口；22、冷凝器出口；3、节流装置；31、节流入口；32、节流出口；4、蒸发器；41、蒸发器入口；42、蒸发器出口；5、气液分离器；51、气液分离器入口；52、气液分离器出口；6、密闭壳体；60、密闭空间；7、润换油热交换装置；8、气体热交换装置；9、保温外壳。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例

本实施例提供一种冷却装置，如图1所示，包括：密闭壳体6，具有密闭空间60；制冷装置，包括蒸发器4，设置在所述密闭壳体6内部；润滑油热交换装置7，设置在所述密闭壳体6内部，串联在连通油气分离器的润滑油出口和机头的润滑油入口的管路中。

本实施例的冷却装置，突破了行业惯例，首次将制冷装置引入空压机来冷却润滑油，这种降温方式功率消耗少，降温速度快，冷却效果好，由于润滑油热交换装置7设置在密闭壳体6内部，不会受到外界灰尘等细微颗粒的影响，长期使用也不会降低传热效率，能够有效克服现有技术中铝制散热器使用一段时间后传热效率降低导致的一系列问题，有利于延长空压机的使用寿命，保证空压机在较长时间的运行中保持性能稳定，改善用户体验。

所述润滑油热交换装置7的用于流通润滑油的管路内径＞3mm，本实施例中为4mm。由于润滑油热交换装置7设置在温度较低的密闭壳体6内部，热交换效率高(由于蒸发器的存在)，可以将润滑油热交换装置的用于流通润滑油的管路内径设置为＞3mm(传统铝制散热板的用于流通润滑油的管路内径一般为，基本没有超过3mm的，因为超出后不能保证散热效果)，从而大大提高润滑油的通过性，保证散热效率。

润滑油热交换装置7设置在密闭壳体6内部后的连接可以是如下方式：

所述密闭壳体6具有润滑油入口和润滑油出口；所述润滑油热交换装置7设置在所述密闭壳体6内部，所述润滑油热交换装置7的两端分别与所述润滑油入口和所述润滑油出口的位于所述密闭壳体6内部的一端连接；所述润滑油入口的位于所述密闭壳体6外部的一端与所述油气分离器的润滑油出口连接，所述润滑油出口的位于所述密闭壳体6外部的一端与所述机头的润滑油入口连通。

所述制冷装置包括：压缩机1，具有压缩机入口11和压缩机出口12；冷凝器2，具有与所述压缩机出口12连通的冷凝器入口21，和冷凝器出口22；节流装置3，具有与所述冷凝器出口22连通的节流入口31，和节流出口32；蒸发器4，具有与所述节流出口32连通的蒸发器入口41，和蒸发器出口42；气液分离器5，具有与所述蒸发器出口42连通的气液分离器入口51，和与所述压缩机入口11连通的气液分离器出口52。制冷装置运行后，将用于制冷的蒸发器设置在密闭壳体中，可以大大提升润滑油的降温效率。

所述润滑油热交换装置7在所述密闭壳体6内部盘绕设置。

所述蒸发器4设置在所述密闭壳体6的中部位置，所述润滑油热交换装置7环绕设置在所述蒸发器4外侧。润滑油热交换装置7环绕蒸发器4设置，可以提高热交换效率。

蒸发器4设置在密闭壳体6内部后，与节流装置3和油气分离器5的连接可以是如下方式：

所述密闭壳体6上具有冷媒入口和冷媒出口；所述蒸发器入口41和所述蒸发器出口42分别与所述冷媒入口和所述冷媒出口的位于所述密闭壳体6内部的一端密封连接，所述冷媒入口的位于所述密闭壳体6外部的一端与所述节流出口32连接，所述冷媒出口的位于所述密闭壳体6外部的一端与所述气液分离器入口51连接。

所述密闭壳体6内部还设有气体热交换装置8，所述气体热交换装置8串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。所述气体热交换装置8环绕设置所述润滑油热交换装置7外侧。这样可以使用蒸发器4的冷量对气体降温冷却，提供降温效率。进一步的，设置气体热交换装置8环绕设置在润滑油热交换装置7外侧，这样可以既可以保证润滑油的降温效果，又不会浪费冷量。

本实施例中密闭壳体6为绝热壳体，润滑油热交换装置7为铜管，气体热交换装置8为铜管；本领域技术人员可以根据实际情况，更换为其他常见结构的换热装置。所述密闭壳体6的底部还设有排水结构。

本实施例中冷却装置的工作过程如下：

当需要对润滑油进行冷却时，启动压缩机1和冷凝器2，压缩机1将冷媒压缩成高温高压的气态输入冷凝器2，冷凝器2对冷媒散热后，形成低温高压的液态后输入节流装置3，节流装置3对冷媒进行节流释放，进入蒸发器4中，形成低温低压的气态释放冷量，经过蒸发器的换热后，输入气液分离罐5，经气液分离后，气态的冷媒输入压缩机1，进行下一循环；润滑油从油气分离器的润滑油出口输出至润滑油热交换装置7，经冷却后，输送至机头的润滑油入口；气体从油气分离器的气体出口输出至气体热交换装置8，经冷却后，输送至储气罐。

实施例2

本实施提供一种冷却装置，其是在实施例1基础上的变形，区别在于：所述密闭壳体6为导热壳体；还包括：保温外壳9，套设在所述密闭壳体6外部，具有间隔空间；气体热交换装置8，设置在所述保温外壳9和所述密闭壳体6之间，串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。

所述气体热交换装置8环绕设置所述密闭壳体6的外壁外侧。

气体热交换装置8设置在保温外壳9和密闭壳体6之间，这样可以避免润滑油热交换装置7和气体热交换装置8之间发生相互干扰，导致降温不均的问题。进一步的，将气体热交换装置8环绕设置在密闭壳体6的外壁外侧，可以提高热交换效率。

实施例3

本实施例提供一种空压机，包括空气过滤器、机头、油气桶、油气分离器、储气罐，还包括如实施例1或2中所述的冷却装置。

由于采用了上述的冷却装置，因而具有因采用上述冷却装置而带来的一切优点。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种冷却装置，其特征在于：包括：

密闭壳体(6)，具有密闭空间(60)；

制冷装置，包括蒸发器(4)，设置在所述密闭壳体(6)内部；

润滑油热交换装置(7)，设置在所述密闭壳体(6)内部，串联在连通油气分离器的润滑油出口和机头的润滑油入口的管路中。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述润滑油热交换装置(7)的用于流通润滑油的管路内径＞3mm。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述制冷装置包括：

压缩机(1)，具有压缩机入口(11)和压缩机出口(12)；

冷凝器(2)，具有与所述压缩机出口(12)连通的冷凝器入口(21)，和冷凝器出口(22)；

节流装置(3)，具有与所述冷凝器出口(22)连通的节流入口(31)，和节流出口(32)；

蒸发器(4)，具有与所述节流出口(32)连通的蒸发器入口(41)，和蒸发器出口(42)；

气液分离器(5)，具有与所述蒸发器出口(42)连通的气液分离器入口(51)，和与所述压缩机入口(11)连通的气液分离器出口(52)。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于：所述润滑油热交换装置(7)在所述密闭壳体(6)内部盘绕设置。

5.根据权利要求4所述的冷却装置，其特征在于：所述蒸发器(4)设置在所述密闭壳体(6)的中部位置，所述润滑油热交换装置(7)环绕设置在所述蒸发器(4)外侧。

6.根据权利要求4或5所述的冷却装置，其特征在于：所述密闭壳体(6)内部还设有气体热交换装置(8)，所述气体热交换装置(8)串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。

7.根据权利要求6所述的冷却装置，其特征在于：所述气体热交换装置(8)环绕设置所述润滑油热交换装置(7)外侧。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的冷却装置，其特征在于：所述密闭壳体(6)为绝热壳体。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的冷却装置，其特征在于：

所述密闭壳体(6)为导热壳体；

还包括：

保温外壳(9)，套设在所述密闭壳体(6)外部，具有间隔空间；

气体热交换装置(8)，设置在所述保温外壳(9)和所述密闭壳体(6)之间，串联在油气分离器的气体出口和储气罐的气体入口的管路中。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于：所述气体热交换装置(8)环绕设置所述密闭壳体(6)的外壁外侧。

11.一种空压机，包括空气过滤器、机头、油气桶、油气分离器、储气罐，其特征在于：还包括如权利要求1-10中任一项所述的冷却装置。