CN112253464A - 油路控制装置、螺杆式压缩机系统及油路控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油路控制装置，包括三通、温控阀、电动调节阀和传感部件，三通的第一端与温控阀连接，第二端与油气分离器连接，第三端与冷却器连接；温控阀与冷却器连接，还通过主机进油管连接至主机；电动调节阀设置在温控阀与主机之间，传感部件设置在需要测量温度的位置；当流经温控阀的油的温度高于其额定温度时，温控阀半开，当流经温控阀的油的温度低于其额定温度时，温控阀完全打开；电动调节阀被根据传感部件反馈的数据控制其开启角度。本发明还提供了螺杆式压缩机系统和油路控制方法。本发明能够控制主机喷油温度，能够根据不同的工况，自动调整喷油量实现节能；在开机过程中无瞬间冲温的现象。

Description

油路控制装置、螺杆式压缩机系统及油路控制方法

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及一种油路控制装置，以及使用该油路控制装置控制压缩机油路的螺杆式压缩机系统和油路控制方法。

背景技术

目前，螺杆压缩机是容积式气体压缩机，由相互啮合的转子(即螺杆)、机壳及适当配置在两端的进排气口组成压缩气体的工作腔，通过减小工作容积来提高气体压力。压缩机工作时，润滑油循环使用起着润滑、密封、冷却和降低噪声的作用。在螺杆压缩机机组中安装有油分离器、油冷却器、油过滤器和油泵以及各类阀门等着呗，以便润滑油能够循环利用。因此，对于螺杆压缩机而言，其油路的控制决定着压缩机的可靠性、安全性、稳定性以及使用寿命。

现有技术中，通常采用分流、混流的方式进行控制。分流是控制主机的排气温度，混流是主机喷油温度两种方式。这两种方式都无法做到同时控制主机排气温度和主机喷油温度，温度可靠性全部依赖于所使用的阀的质量。因此，这两种控制方式容易出现以下缺陷：导致喷油温度和排气温度不稳定、油品的粘度值较低。这些缺陷会直接影响螺杆、轴承的使用寿命，造成压缩机的容积流量下降、咬死主机等严重现象。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种油路控制装置，同时对主机进油温度、轴承注油温度、主机排气温度进行控制，提高了系统的可靠性、安全性和稳定性，延长了零部件的使用寿命，且仅需要较少的零部件。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何对主机进油温度、轴承注油温度、主机排气温度进行同时控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种油路控制装置，包括三通、温控阀、电动调节阀和传感部件，其中：

所述三通的第一端与所述温控阀的第一端连接，所述三通的第二端被配置为与油气分离器的第一出口连接，所述三通的第三端被配置为与冷却器的入口连接；

所述温控阀的第二端被配置为与所述冷却器的出口连接，所述温控阀的第三端被配置为通过主机进油管连接至主机；

所述电动调节阀设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述主机之间，所述传感部件设置在需要测量温度的预设位置；

所述温控阀被配置为：当流经所述温控阀的油的温度高于其额定温度时，所述温控阀处于半开状态，当流经所述温控阀的油的温度低于其额定温度时，所述温控阀完全打开；

所述电动调节阀被配置为根据所述传感部件反馈的数据控制其开启角度。

在一些实施方式中，可选地，所述传感部件包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述主机的排气口，所述第二温度传感器设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述电动调节阀之间。

在一些实施方式中，可选地，所述温度传感器为热电偶。

在一些实施方式中，可选地，所述电动调节阀包括PID控制器。

本发明还提供了一种螺杆式压缩机系统，包括主机、油气分离器、冷却器以及油路控制装置；

其中，所述油路控制装置包括三通、温控阀、电动调节阀和传感部件；

所述三通的第一端与所述温控阀的第一端连接，所述三通的第二端与所述油气分离器的第一出口连接，所述三通的第三端与所述冷却器的入口连接；

所述温控阀的第二端与所述冷却器的出口连接，所述温控阀的第三端通过主机进油管连接至所述主机；

所述电动调节阀设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述主机之间，所述传感部件设置在需要测量温度的预设位置；

所述温控阀被配置为：当流经所述温控阀的油的温度高于其额定温度时，所述温控阀处于半开状态，当流经所述温控阀的油的温度低于其额定温度时，所述温控阀完全打开；

所述电动调节阀被配置为根据所述传感部件反馈的数据控制开启角度。

在一些实施方式中，可选地，在所述温控阀与所述电动调节阀之间设置有油过滤器。

在一些实施方式中，可选地，所述油气分离器包括第二出口，所述第二出口通过二次回油管与所述主机连接。

在一些实施方式中，可选地，所述冷却器包括油冷却器，所述油冷却器的入口与所述三通的所述第三端连接，所述油冷却器的出口与所述温控阀的所述第二端连接。

在一些实施方式中，可选地，还包括电机，所述电机与所述主机连接并用于驱动所述主机。

本发明还提供了一种压缩机的油路控制方法，包括如下步骤：

提供一种如上所述的螺杆式压缩机系统；

使用三通将从油气分离器流出的润滑油分为流向冷却器的第一支路和流向温控阀的第二支路；

根据所述润滑油的油温控制温控阀的打开状态，其中，当所述油温高于所述温控阀的额定温度时，所述温控阀处于半开状态；当所述油温低于所述温控阀的所述额定温度时，所述温控阀处于完全打开状态；

使用传感部件检测预设位置处的温度，并将所采集的数据反馈至电动调节阀；

根据所述数据控制所述电动调节阀的开启角度，以控制进入主机的进油量。

本发明提供的油路控制装置及油路控制方法具有以下技术效果：能够控制主机喷油温度，使得润滑油的粘度值恒定，确保主机螺杆、轴承的正常运行；能够根据不同的工况，自动调整喷油量实现节能；在开机过程中无瞬间冲温的现象。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的结构示意图。

其中，10-三通，11-第一支路，12-第二支路，20-温控阀，30-电动调节阀，40-传感部件，50-油气分离器，51-二次回油管，52-安全阀，60-冷却器，61-油冷却器，62-气冷却器，70-主机进油管，80-主机，90-电机。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为了阐释的目的而描述了本发明的一些示例性实施例，需要理解的是，本发明可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。

螺杆压缩机的排气温度，其温度取样点在主机的出口附近，也就是主机出口油气混合物的温度。而控制主机的出口温度，最主要的是控制主机的喷油温度。在现有技术中，当选用分流控制方式来控制油路时，压缩机启动后，当油温低于温控阀的预设温度时，润滑油通过温控阀的旁通流向主机；当油温高于温控阀选定温度时，温控阀旁通关闭，从另一路进冷却器，然后再进入主机，这会造成主机瞬间冲温现象，严重时会出现咬机。分流控制的是主机的排气温度，对喷油温度无法控制，会出现润滑油的粘度值较低，且在运行中，螺杆、轴承的油膜刚度也不太好，影响使用寿命。在风冷的机器上，会出现主机排气温度不受冷却风机的控制，温控阀的选定温度决定了排气温度，造成了能源的浪费。当选用混流控制方式时，从油气分离器出来的润滑油分为两路，其中一路直接通向冷却器，然后从冷却器出来后进入温控阀，而另一路直接从油气分离器进入温控阀，然后两路润滑油在温控阀内混合后喷入主机内。为解决上述缺陷，本发明提供了一种油路控制装置。

如图1所示，本发明提供的油路控制装置包括三通10、温控阀20、电动调节阀30以及传感部件40。三通10的第二端与油气分离器50的第一出口连接，三通10的第三端与冷却器60的入口连接，三通10的第一端与温控阀20的第一端连接。温控阀20的第二端连接至冷却器60的出口连接，温控阀20的第三端通过主机进油管70连接至主机80。电动调节阀30设置在主机进油管70上，且位于温控阀20与主机80之间。传感部件40用于检测系统中的油温、主机80排气温度等，然后电动调节阀30可以根据传感部件40反馈的温度来调整电动调节阀30的开启角度，以调整主机80的进油量，以达到控制主机80喷油量的目的。传感部件40的数量可以设置为一个，也可以设置为多个，以检测多个位置的温度。在一些实施方式中，传感部件40设置在电动调节阀30与温控阀20之间的油路上，且传感部件40的位置相比温控阀20更接近电动调节阀30；在一些实施方式中，传感部件40可以设置为两个，一个传感部件40设置在电动调节阀30和温控阀20之间的油路上，另一个传感部件40设置在主机80的排气口。应当理解，传感部件40的数量以及位置可以根据实际需求进行调整，而不仅限于图1中所示的位置和数量。

从油气分离器50中出来的润滑油经过三通10，此时，油路分为两个支路，第一支路11通向冷却器60，然后润滑油从冷却器60中流出后流向温控阀20，并通过温控阀20流向主机80。第二支路12通向温控阀20，润滑油流经温控阀20后流向主机80。图1中的箭头表示了油的流动方向。

其中，当从油气分离器50出来的润滑油的油温高于温控阀20的额定温度时，温控阀20处于半开状态，此时，由于经过三通10的润滑油有一部分经过第一支路11进入了冷却器60，这部分润滑油被冷却器60冷却，温度已经降低了。温度被降低的润滑油从冷却器60的出口流向温控阀20。在温控阀20中，通过第二支路12流向温控阀20的部分润滑油与从冷却器60中流出的润滑油混合，从而使得混合后的润滑油的油温低于从油气分离器50流出时的油温，以保持润滑油的温度恒定。当从油气分离器50出来的润滑油的油温低于温控阀20的额定温度，润滑油直接经过温控阀20流向主机80。

此处所描述的主机80可以是螺杆式压缩机主机。应当理解，对于一些其他需要使用油温被控制的润滑油的装置，也可以使用本发明的油路控制装置，即该主机80也可以是这些装置的主机，而不仅局限于此处的螺杆式压缩机主机。该主机80通过与其连接的电机90驱动。

在一些实施方式中，传感部件40为温度传感器，温度传感器可以选用现有技术中任意一款传感器，例如，包括但不限于热电偶、金属膨胀式传感器、热敏电阻。对传感部件40的具体选择，不构成对本发明的限制，也不影响本发明的实施。

电动调节阀30利用传感部件40反馈的数据来调节其角度的开启大小。电动调节阀30的控制方法可以选用现有技术中任意一种，包括但不限于PID控制、模糊控制、最优控制、自适应控制、专家控制等技术。电动调节阀30可以采购现有的已经集成的成品。对电动调节阀30的选择、以及电动调节阀30的控制方法的具体选择，不构成对本发明的限制，也不影响本发明的实施。在一些实施方式种，电动调节阀30可以连接至一通讯组件或集成通讯组件，以将控制参数、控制结果和/或故障等实时反馈至后台的控制中心，方便运行人员进行维护。

在一些实施方式中，温控阀20可以选用由感温石蜡作为阀芯的阀门，利用石蜡在固液相变过程中的体积线性膨胀特性，实现将温度变化信号转化为阀芯位移变化控制油路的变化。在一些实施方式种，温控阀20可以连接至一通讯组件或集成通讯组件，以将运行状态、流量信息等实时反馈至后台的控制中心，方便运行人员进行维护。

本发明的油路控制装置可以应用在使用螺杆式压缩机的系统中。该系统包括主机80、与主机80连接的电机90、油气分离器50、冷却器60。油路控制装置分别与油气分离器50、冷却器60等装置连接。具体连接方式参见如上所述的内容，在此不再赘述。

在一些实施方式中，还设置有二次回油管51，二次回油管51的一端连接至油气分离器50的第二出口，另一端连接至主机80。二次回油管51利用压差的作用，将油气分离器50中二次分离的润滑油重新引回到主机80中，从而降低主机80的排气当中的含油量。

在油气分离器50上还设置有安全阀52。

在一些实施方式中，在温控阀20与电动调节阀30之间设置有油过滤器，油过滤器设置在主机进油管70上。油过滤器可以采用现有技术中使用任意的过滤装置。

在一些实施方式中，冷却器60包括气冷却器62和油冷却器61，其中油冷却器61的入口和三通10的第三端连接，油冷却器61的出口和温控阀20的第二端连接。

本发明还提供了一种压缩机的油路控制方法，包括以下步骤：

提供一种如上所述的油路控制装置，该油路控制装置包括三通10、温控阀20、电动调节阀30以及传感部件40，其中，三通10的第二端与油气分离器50的第一出口连接，三通10的第三端与冷却器60的入口连接，三通10的第一端与温控阀20的第一端连接；温控阀20的第二端连接至冷却器60的出口连接，温控阀20的第三端通过主机进油管70连接至主机80；电动调节阀30设置在主机进油管70上，且位于温控阀20与主机80之间；设置传感部件40，用于检测预设位置的温度；

使用三通10将从油气分离器50流出的润滑油分为两个支路：第一支路11流向冷却器60，第二支路12流量温控阀20；

根据流经温控阀20的润滑油的油温来控制温控阀20的打开状态，具体为：根据流经温控阀20的润滑油的温度，温控阀20自动控制其状态：当温度低于温控阀20的额定温度时，温控阀20完全打开，润滑油直接经过温控阀20流向主机80；当温度高于温控阀20的额定温度时，温控阀20处于半开状态，流经温控阀20的润滑油与从冷却器60流出的润滑油混合，以保持油温的恒定；

使用传感部件40检测预设位置处的温度，并将传感部件40将检测到的数据反馈至电动调节阀30；

根据传感部见40反馈的数据来控制电动调节阀30的开启角度，以控制主机80的进油量。

本发明体提供的油路控制装置，能够控制主机喷油温度，使得润滑油的粘度值恒定，确保主机螺杆、轴承的正常运行；能够根据不同的工况，自动调整喷油量实现节能；在开机过程中无瞬间冲温的现象。

本发明提供的油路控制装置可以应用在使用螺杆压缩机的场合，尤其适合应用在纺织行业专用的节能低压机油路系统中。应用了本发明提供的油路控制装置的压缩机组，其主机喷油温度可以控制在60度左右，主机喷油温度与主机排气温度差值在25度左右。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种油路控制装置，其特征在于，包括三通、温控阀、电动调节阀和传感部件，其中：

所述三通的第一端与所述温控阀的第一端连接，所述三通的第二端被配置为与油气分离器的第一出口连接，所述三通的第三端被配置为与冷却器的入口连接；

所述温控阀的第二端被配置为与所述冷却器的出口连接，所述温控阀的第三端被配置为通过主机进油管连接至主机；

所述电动调节阀设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述主机之间，所述传感部件设置在需要测量温度的预设位置；

所述温控阀被配置为：当流经所述温控阀的油的温度高于其额定温度时，所述温控阀处于半开状态，当流经所述温控阀的油的温度低于其额定温度时，所述温控阀完全打开；

所述电动调节阀被配置为根据所述传感部件反馈的数据控制其开启角度。

2.如权利要求1所述的油路控制装置，其特征在于，所述传感部件包括第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述主机的排气口，所述第二温度传感器设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述电动调节阀之间。

3.如权利要求2所述的油路控制装置，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。

4.如权利要求1所述的油路控制装置，其特征在于，所述电动调节阀包括PID控制器。

5.一种螺杆式压缩机系统，其特征在于，包括主机、油气分离器、冷却器以及油路控制装置；

其中，所述油路控制装置包括三通、温控阀、电动调节阀和传感部件；

所述三通的第一端与所述温控阀的第一端连接，所述三通的第二端与所述油气分离器的第一出口连接，所述三通的第三端与所述冷却器的入口连接；

所述温控阀的第二端与所述冷却器的出口连接，所述温控阀的第三端通过主机进油管连接至所述主机；

所述电动调节阀设置在所述主机进油管上且位于所述温控阀与所述主机之间，所述传感部件设置在需要测量温度的预设位置；

所述温控阀被配置为：当流经所述温控阀的油的温度高于其额定温度时，所述温控阀处于半开状态，当流经所述温控阀的油的温度低于其额定温度时，所述温控阀完全打开；

所述电动调节阀被配置为根据所述传感部件反馈的数据控制开启角度。

6.如权利要求5所述的螺杆式压缩机系统，其特征在于，在所述温控阀与所述电动调节阀之间设置有油过滤器。

7.如权利要求5所述的螺杆式压缩机系统，其特征在于，所述油气分离器包括第二出口，所述第二出口通过二次回油管与所述主机连接。

8.如权利要求5所述的螺杆式压缩机系统，其特征在于，所述冷却器包括油冷却器，所述油冷却器的入口与所述三通的所述第三端连接，所述油冷却器的出口与所述温控阀的所述第二端连接。

9.如权利要求5所述的，其特征在于，还包括电机，所述电机与所述主机连接并用于驱动所述主机。

10.一种压缩机的油路控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一种如权利要求5-9任一项所述的螺杆式压缩机系统；

使用三通将从油气分离器流出的润滑油分为流向冷却器的第一支路和流向温控阀的第二支路；

根据所述润滑油的油温控制温控阀的打开状态，其中，当所述油温高于所述温控阀的额定温度时，所述温控阀处于半开状态；当所述油温低于所述温控阀的所述额定温度时，所述温控阀处于完全打开状态；

使用传感部件检测预设位置处的温度，并将所采集的数据反馈至电动调节阀；

根据所述数据控制所述电动调节阀的开启角度，以控制进入主机的进油量。

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