CN116816640B - 一种空压机的余热回收利用结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空压机的技术领域，尤其是涉及一种空压机的余热回收利用结构，其包括至少两台空压机本体，至少两台所述空压机本体的出油端分别连通设置有出油管，至少两台所述空压机本体的一侧分别设置有热交换器，所述出油管的一端与所述热交换器相连通，所述热交换器的输出端连通设置有支管，所述支管背离所述热交换器的一端连通设置有总管，所述支管上连通设置有小水泵，所述总管的一端连通设置有第一储水箱，所述小水泵和所述热交换器分别与所述空压机本体电性连接。本申请具有减少总管上的水泵长期低频运行的效果。

Description

一种空压机的余热回收利用结构

技术领域

本申请涉及空压机的技术领域，尤其是涉及一种空压机的余热回收利用结构。

背景技术

空气压缩机作为一种压缩气体的设备，由于其具有安全、可靠、无公害的特点被工业领域别是矿业领域作为动力源而被广泛应用，这使得空压机的利用效率成为关注的重点。

其次，空压机是一个能耗比较大的动力设备，因此空压机在工作状态时产热量大。为降低空压机的热量，实际生产通常使用润滑油对空压机进行降温。为此，在空压机的进油端通入润滑油，工作状态时的空压机将热量转换到润滑油中，最后润滑油再从空压机的出油端输出，且此时从空压机输出的润滑油的温度达到至少95°C。

同时，为符合节能环保理念，实际生产中会采用热交换器进一步将至少95°C的润滑油的热量进行热交换，热交换器设置于空压机的一侧，至少95°C的润滑油通入热交换器中，并将热量转换到水中，加热后的水通过支管接入到总管，并再总管上设置水泵，最后再通过水泵将加热后的水抽取到保温箱中，保温箱中的水可用于供宿舍用水等等。

在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题，实际加工车间中，空压机的数量往往设有多台，热交换器的数量与空压机的数量相对应，且最终通过支管汇流到总管上。因此，当空压机只开启部分设备时，热交换器同时也是部分开启，此时部分开启的热交换器对应的支管上的水压低，最终导致总管上水流量少，且水泵只能低频运行。而长期低频运行的水泵容易导致水泵中的电机负载增加，过热并损坏，增加了设备维护成本。

发明内容

为了减少总管上的水泵长期低频运行，本申请提供一种空压机的余热回收利用结构。

本申请提供的一种空压机的余热回收利用结构，采用如下的技术方案：

一种空压机的余热回收利用结构，包括至少两台空压机本体，至少两台所述空压机本体的出油端分别连通设置有出油管，至少两台所述空压机本体的一侧分别设置有热交换器，所述出油管的一端与所述热交换器相连通，所述热交换器的输出端连通设置有支管，所述支管背离所述热交换器的一端连通设置有总管，所述支管上连通设置有小水泵，所述总管的一端连通设置有第一储水箱，所述小水泵和所述热交换器分别与所述空压机本体电性连接。

通过采用上述技术方案，在其中一台空压机本体启动期间，需要使用润滑油带走其中一台空压机本体内部的热量，此时润滑油从出油管输出，为便于回收利用空压机本体内部的热量，由于小水泵和热交换器分别与空压机本体电性连接，因此，热交换器和小水泵同时启动，且在热交换器的作用下，升温后的润滑油将热量传递到水流中，水流通过支管流出，又在小水泵的作用下，小水泵将水流加压抽吸到总管中，最后热转换后的水流再从总管存储于第一储水箱内；

每台空压机本体对应一个小水泵，小水泵单独将对应启动的空压机本体的支管中的水流加压抽吸，代替了只在原总管上设置的泵体，减少了部分空压机本体启动时，由于总管的水流量低，导致原总管上的泵体长期低频运行的情况。

可选的，所述热交换器的一侧设置有功能罐，所述支管包括第一子管和第二子管，所述第一子管的一端与所述热交换器的输出端相连通，所述第一子管的另一端与功能罐顶面相连通，所述第二子管的一端与所述功能罐靠近底部的侧壁相连通，所述第二子管的另一端与所述总管连通，所述小水泵连通设置于所述第二子管上。

通过采用上述技术方案，当换热后的水流从第一子管输出时，水流先存储于功能罐内，并在小水泵启动时，功能罐内的水流再从第二子管汇入总管，此过程中，功能罐有利于存储一部分换热后的水流，等同于增加第一储水箱内的容积，提高储水量，同时，由于热交换器前期启动时间长，在功能罐的作用下，缩减了水流的换热时间，使得当小水泵启动后，热水可及时地输送到第一储水箱内，保证了第一储水箱内的热水的温度。

可选的，所述功能罐内设置有暂存区以及清理区，所述第二子管背离所述总管的一端与所述暂存区连通，所述功能罐的顶面分别对应连通设置有暂存进液管和清理进液管，所述第一子管背离所述热交换器的一端设置有连接机构，所述第一子管通过所述连接机构与所述暂存进液管或所述清理进液管连通，所述热交换器的输入端设置有进水管，所述进水管设置有除垢组件。

通过采用上述技术方案，暂存区用于储存换热后的热水，清理区用于储存除垢剂，在正常进行空压机本体的热量回收利用时，第一子管通过连接机构与暂存进液管连通，此时换热后的水流流入到暂存区，但在热转换器长时间使用过程中，加热后水流容易在热转换器内的管道形成水垢，水垢具有良好的绝热性能，会影响水流的换热效率，当需要进行水垢清除时，首先通过连接机构将第一子管与清理进液管连通，在除垢组件的作用下，清理区内的除垢剂流入到热交换器内，对热交换器内的管道进行除垢处理，进而有利于提高热转换器的热转换效率。

可选的，所述除垢组件包括除垢管以及抽液泵，所述除垢管的一端与所述清理区连通，所述除垢管的另一端与所述进水管连通，所述抽液泵连通设置于所述除垢管上，所述除垢管的一端设置有阀门。

通过采用上述技术方案，当需要对热转换器内的管道进行除垢时，首先通过连接机构将第一子管与清理进液管连通，然后再启动抽液泵，并同时打开阀门，此时除垢剂从清理区流入除垢管，然后再从除垢管流入进水管，最后再从进水管流入热交换器，形成水回路；在水回路的作用下，除垢剂将热交换器内的水垢带出，从而达到清理的目的，同时不需要拆卸相应的管道，提高清理的便利性。

可选的，所述连接机构包括连接套以及楔形块，所述第一子管背离所述热交换器的一端转动设置有直角管，所述连接套设置于所述直角管背离所述热交换器的一端，所述连接套的侧壁贯穿设置有移动孔，所述楔形块滑动于所述移动孔内，所述楔形块的一端延伸至所述直角管内，所述暂存进液管和所述清理进液管的管口分别滑动设置有伸缩管，所述伸缩管与所述直角管插接，所述伸缩管的侧壁开设有连接槽，所述楔形块的一端与所述连接槽插接。

通过采用上述技术方案，需要将第一子管与暂存进液管或清理进液管连通时，首先带动直角管转动，并使直角管与暂存进液管或清理进液管对准，然后再拉动伸缩管，并将伸缩管插接于直角管内，接着再将楔形块插接于连接槽，此时伸缩管固定于直角管内，第一子管与暂存进液管或清理进液管连通，进而有利于提高功能罐与热交换器连通的便利性。

可选的，所述楔形块的侧壁套设有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述楔形块侧壁固定连接，所述第一弹簧的另一端与所述移动孔孔壁固定连接。

通过采用上述技术方案，当伸缩管插接于直角管内时，伸缩管挤压楔形块，楔形块压紧第一弹簧，第一弹簧弹性变形，当楔形块对准连接槽时，第一弹簧释放弹力，并带动楔形块插接于连接槽内，进而有利于提高伸缩管固定于直角管内的稳定性。

可选的，所述暂存进液管和所述清理进液管的内壁均开设有滑槽，所述伸缩管的侧壁环设有密封环，所述密封环滑动于所述滑槽内，所述滑槽内设置有第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述密封环固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述滑槽槽壁固定连接。

通过采用上述技术方案，当伸缩管插接于直角管内时，伸缩管通过密封环压紧第二弹簧，第二弹簧弹性变形，当放手松开伸缩管时，第二弹簧释放弹力，并带动伸缩管脱离于直角管，同时在密封环的作用下，提高伸缩管与暂存进液管或清理进液管之间的密封性。

可选的，所述伸缩管的一端设置有密封卡座，所述直角管的内壁设置有密封圈，所述密封圈与所述密封卡座卡接。

通过采用上述技术方案，当伸缩管插接于直角管内时，伸缩管通过密封卡座与密封圈卡接，有利于提高伸缩管与第一子管之间的密封性，同时在密封卡座与密封圈卡接作用下，进一步配合楔形块对伸缩管进行固定，有利于提高伸缩管插接于第一子管内的稳定性。

可选的，所述第一储水箱的一侧设置有第二储水箱，所述第二储水箱连通设置有分流管，所述分流管背离所述第二储水箱的一端连通设置有电动三通阀，所述分流管通过所述电动三通阀与所述总管侧壁连通，所述总管内设置有温度传感器，所述电动三通阀与所述温度传感器电性连接。

通过采用上述技术方案，由于总管有扬程，且暂存有水流，为减少冷水流入到第一储水箱内，此时温度传感器对总管内的水流进行探测监控，当水流未达到温度传感器预设的温度值时，在电动三通阀的作用下，冷水通过分流管流入到第二储水箱，当水流达到温度传感器预设的温度值时，同在电动三通阀的作用下，热水从总管存储到第一储水箱内，进而有利于提高第一储水箱内热水温度的稳定性。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

在其中一台空压机本体启动期间，需要使用润滑油带走其中一台空压机本体内部的热量，此时润滑油从出油管输出，为便于回收利用空压机本体内部的热量，由于小水泵和热交换器分别与空压机本体电性连接，因此，热交换器和小水泵同时启动，且在热交换器的作用下，升温后的润滑油将热量传递到水流中，水流通过支管流出，又在小水泵的作用下，小水泵将水流加压抽吸到总管中，最后热转换后的水流再从总管存储于第一储水箱内；由于每台空压机本体对应一个小水泵，因此小水泵单独将对应启动的空压机本体的支管中的水流加压抽吸，代替了只在原总管上设置的泵体，减少了部分空压机本体启动时，由于总管的水流量低，导致原总管上的泵体长期低频运行的情况。

附图说明

图1是本申请的空压机的余热回收利用结构的整体结构示意图；

图2是本申请的热交换器与功能罐的连接关系示意图；

图3是本申请的连接机构的整体结构示意图；

图4是图3的A部分的放大图。

附图标记说明：1、空压机本体；2、出油管；3、热交换器；4、总管；5、支管；6、小水泵；7、第一储水箱；8、功能罐；9、第一子管；10、第二子管；11、暂存区；12、清理区；13、暂存进液管；14、清理进液管；15、进水管；16、除垢管；17、抽液泵；18、阀门；19、连接套；20、直角管；21、移动孔；22、楔形块；23、拉块；24、伸缩管；25、连接槽；26、第一弹簧；27、密封环；28、滑槽；29、第二弹簧；30、密封卡座；31、密封圈；32、第二储水箱；33、分流管；34、电动三通阀。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

实施例：

参见图1，一种空压机的余热回收利用结构，包括至少两台空压机本体1。本实施例中，空压机本体1的数量为两台，且两台空压机本体1并列放置。空压机本体1包括进油端和出油端，且空压机本体1的出油端固定连通有出油管2。每台空压机本体1的一旁固定有热交换器3，出油管2背离空压机本体1的一端与热交换器3的输入端固定连通。两台空压机本体1的一旁还固定有总管4，每台热交换器3的输出端固定连通有支管5，每条支管5上均连通安装有小水泵6，且两条支管5分别与总管4固定连通。小水泵6和热交换器3分别与对应的空压机本体1电性连接。本实施例中，总管4的一端为闭合端，总管4的另一端固定连通有第一储水箱7。

由于小水泵6和热交换器3分别与对应的空压机本体1电性连接，因此，当其中一台空压机本体1启动时，对应的小水泵6和热交换器3同时启动。润滑油将空压机本体1内的热量导出，此时油温达到95°C，且润滑油通过出油管2输入到热交换器3内。通过热交换器3的热交换，此时水流从常温25°C加热至65°C。在小水泵6的作用下，65°C的热水从支管5流入总管4，再从总管4加压抽吸至第一储水箱7内。

具体的，参见图1，由于热交换器3的启动时间长，且水流的加热时间长，在第一水泵刚启动时，未热转换的冷水会直接被抽吸到第一储水箱7内。为减少以上情况，热交换器3的一旁固定有功能罐8。支管5包括第一子管9和第二子管10，第一子管9的一端与热交换器3的输出端固定连通，第一子管9的另一端设有连接机构，且第一子管9的另一端通过连接机构与功能罐8固定连通。第二子管10的一端与功能罐8靠近底部的一侧固定连通，第二子管10的另一端与总管4固定连通，小水泵6固定安装于第二子管10上。

功能罐8内预先存储有热水，当小水泵6同步启动时，小水泵6直接将功能罐8内的热水进行抽吸，减少了未热转换的冷水直接被抽吸到第一储水箱7内。同时在功能罐8的作用下，等同于增加了第一储水箱7的容积，提高储水量。

值得注意的是，参见图1和图2，在热交换器3的长时间使用中，热交换器3内的管道容易形成水垢。由于水垢具有阻热性，若长期不清理，导致热转换效率低。为此，功能罐8内分设有暂存区11和清理区12。暂存区11用于暂存热水，清理区12用于存放除垢剂。功能罐8的顶面分别固定连通有暂存进液管13和清理进液管14，且第一子管9通过连接机构分别与暂存进液管13、清理进液管14固定连通。第二子管10的一端与暂存区11固定连通。热交换器3的输入端固定连通有进水管15，进水管15连通有除垢组件。

具体的，参见图2，除垢组件包括除垢管16以及抽液泵17。除垢管16位于功能罐8的一侧，且除垢管16的一端与清理区12固定连通，除垢管16的另一端与抽液泵17固定连通后，并与进水管15固定连通。同时，为了便于启闭除垢管16，除垢管16的侧壁固定连通有阀门18。

当需要清理热交换器3内管道的水垢时，首先通过连接机构将第一子管9与清理进液管14固定连通，然后关闭进水管15的水流输入，并同时打开阀门18以及抽液泵17，此时清理区12内的除垢剂依次通过除垢管16、进水管15，然后输入到热交换器3内，最后再通过第一子管9回流到清理区12内。在流动的除垢剂的作用下，除垢剂对热交换器3内管道中的水垢进行化学反应，并将水垢带出，完成清理。

具体的，参见图3和图4，连接机构包括连接套19，第一子管9的另一端转动连通有直角管20，直角管20背离第一子管9的一端为自由端。连接套19固定套设于直角管20的自由端。连接套19的侧壁贯穿有移动孔21，移动孔21的数量设有两个，且两个移动孔21沿连接套19的圆周心对称设置。两个移动孔21内分别滑动连接有楔形块22。两个楔形块22的一端贯穿直角管20，并延伸至直角管20内。两个楔形块22的另一端贯穿移动孔21，并延伸至连接套19的侧壁外，且两个楔形块22的另一端分别固定连接有拉块23。暂存进液管13和清理进液管14的管口分别滑动有伸缩管24，且伸缩管24的顶端延伸至管口外。伸缩管24的顶端与直角管20的自由端插接，伸缩端的侧壁对称开设有连接槽25，两个楔形块22的一端分别与对称的连接槽25插接。

需要注意的是，参见图4，移动孔21内安装有第一弹簧26，第一弹簧26套设于楔形块22，且第一弹簧26的一端与楔形块22的侧壁固定连接，第一弹簧26的另一端与移动孔21的孔壁固定连接。

当伸缩管24向上拉伸时，伸缩管24插接于直角管20的自由端。且在伸缩管24的插接过程中，伸缩管24同时挤压两个楔形块22，此时两个楔形块22分别压紧对应的第一弹簧26，第一弹簧26弹性变形。且当楔形块22对准连接槽25时，第一弹簧26释放弹力，并带动楔形块22插接于连接槽25内，此时伸缩管24固定于直角管20内，第一子管9与暂存进液管13或清理进液管14固定连通。

值得说明的是，参见图3，为提高两条伸缩管24分别与暂存进液管13和清理进液管14之间的密封性，伸缩管24的侧壁固定环设有密封环27，暂存进液管13和清理进液管14的靠近管口的内壁分别对应开设有滑槽28。密封环27与滑槽28紧密贴合，并滑动连接。在密封环27的作用下，提高了伸缩管24与暂存进液管13或清理进液管14之间的密封性，减少水流的溢出。

参见图3，为配合伸缩管24脱离于直角管20，滑槽28内安装有第二弹簧29，第二弹簧29的一端与密封环27的顶面固定连接，第二弹簧29的另一端与滑槽28的槽壁固定连接。当楔形块22脱离于连接槽25时，在第二弹簧29的作用下，伸缩管24从直角管20的自由端脱离，并复位至暂存进液管13或清理进液管14内。

参见图4，伸缩管24靠近直角管20的一端固定环设有密封卡座30，直角管20的内壁对应固定有密封圈31，密封圈31与密封卡座30卡接。

当伸缩管24插接并固定于直角管20内时，密封圈31卡接于密封卡座30内，同时因为在第二弹簧29的作用下，使得密封卡座30与密封圈31相互抵紧。减少由于楔形块22与连接槽25之间的虚位，导致密封卡座30与密封圈31之间的松动，从而提高伸缩管24与直角管20连通的密封性。

值得一提的是，参见图1，由于第一储水箱7内的热水通常供应于宿舍用水，为此第一储水箱7置于宿舍楼顶，此时会导致总管4的扬程长，原总管4内的热水在管内冷却为常温水。于是，当小水泵6启动时，常温的水流会收集于第一储水箱7内，进而降低原第一储水箱7内的热水的温度。

为减少上述情况发生，第一储水箱7的一旁安装有第二储水箱32，第二储水箱32的侧壁固定连通有分流管33，分流管33背离第二储水箱32的一端固定连通有电动三通阀34，且分流管33通过电动三通阀34与总管4固定连通。总管4靠近电动三通阀34的侧壁固定有温度传感器，温度传感器与电动三通阀34电性连接。

当总管4内的水流流经温度传感器时，温度传感器会对水温进行检测，当水温低于温度传感器的预设值时，此时在电动三通阀34作用下，总管4与分流管33连通，低温的水流通过分流管33流入第二储水箱32内。当水温达到温度传感器的预设值时，此时在电动三通阀34的作用下，分流管33闭合，热水从总管4加压并存储于第二储水箱32内。

一种空压机的余热税收利用结构的工作原理：

在实际压缩气体的生产环节中，常出现部分空压机启闭的情况。本实施例中，当其中一台空压机本体1启动时，对应的小水泵6、热交换器3同时启动，此时润滑油从出油管2输出，并将空压机本体1内的热量带出。在热交换器3的作用下，润滑油的热量转换到水流中，并通过第一子管9流入功能罐8内的暂存区11内存放。在小水泵6的作用下，水流再从第二子管10加压抽吸到总管4内。总管4内的温度传感器此时对流动的水流进行探测，当温度低的水流从分流管33收集到第二储水罐，达到温度值的热水直接收集到第一储水罐内。

综上所述，小水泵6单独将对应启动的空压机本体1的支管5中的水流加压抽吸，代替了只在原总管4上设置的泵体，减少了部分空压机本体1启动时，由于总管4的水流量低，导致原总管4上的泵体长期低频运行的情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空压机的余热回收利用结构，包括至少两台空压机本体(1)，至少两台所述空压机本体(1)的出油端分别连通设置有出油管(2)，至少两台所述空压机本体(1)的一侧分别设置有热交换器(3)，所述出油管(2)的一端与所述热交换器(3)相连通，所述热交换器(3)的输出端连通设置有支管(5)，所述支管(5)背离所述热交换器(3)的一端连通设置有总管(4)，所述支管(5)上连通设置有小水泵(6)，所述总管(4)的一端连通设置有第一储水箱(7)，所述小水泵(6)和所述热交换器(3)分别与所述空压机本体(1)电性连接；

所述热交换器(3)的一侧设置有功能罐(8)，所述支管(5)包括第一子管(9)和第二子管(10)，所述第一子管(9)的一端与所述热交换器(3)的输出端相连通，所述第一子管(9)的另一端与功能罐(8)顶面相连通，所述第二子管(10)的一端与所述功能罐(8)靠近底部的侧壁相连通，所述第二子管(10)的另一端与所述总管(4)连通，所述小水泵(6)连通设置于所述第二子管(10)上；

所述功能罐(8)内设置有暂存区(11)以及清理区(12)，所述第二子管(10)背离所述总管(4)的一端与所述暂存区(11)连通，所述功能罐(8)的顶面分别对应连通设置有暂存进液管(13)和清理进液管(14)，所述第一子管(9)背离所述热交换器(3)的一端设置有连接机构，所述第一子管(9)通过所述连接机构与所述暂存进液管(13)或所述清理进液管(14)连通，所述热交换器(3)的输入端设置有进水管(15)，所述进水管(15)设置有除垢组件；

所述除垢组件包括除垢管(16)以及抽液泵(17)，所述除垢管(16)的一端与所述清理区(12)连通，所述除垢管(16)的另一端与所述进水管(15)连通，所述抽液泵(17)连通设置于所述除垢管(16)上，所述除垢管(16)的一端设置有阀门(18)；

所述连接机构包括连接套(19)以及楔形块(22)，所述第一子管(9)背离所述热交换器(3)的一端转动设置有直角管(20)，所述连接套(19)设置于所述直角管(20)背离所述热交换器(3)的一端，所述连接套(19)的侧壁贯穿设置有移动孔(21)，所述楔形块(22)滑动于所述移动孔(21)内，所述楔形块(22)的一端延伸至所述直角管(20)内，所述暂存进液管(13)和所述清理进液管(14)的管口分别滑动设置有伸缩管(24)，所述伸缩管(24)与所述直角管(20)插接，所述伸缩管(24)的侧壁开设有连接槽(25)，所述楔形块(22)的一端与所述连接槽(25)插接。

2.根据权利要求1所述的一种空压机的余热回收利用结构，其特征在于：所述楔形块(22)的侧壁套设有第一弹簧(26)，所述第一弹簧(26)的一端与所述楔形块(22)侧壁固定连接，所述第一弹簧(26)的另一端与所述移动孔(21)孔壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种空压机的余热回收利用结构，其特征在于：所述暂存进液管(13)和所述清理进液管(14)的内壁均开设有滑槽(28)，所述伸缩管(24)的侧壁环设有密封环(27)，所述密封环(27)滑动于所述滑槽(28)内，所述滑槽(28)内设置有第二弹簧(29)，所述第二弹簧(29)的一端与所述密封环(27)固定连接，所述第二弹簧(29)的另一端与所述滑槽(28)槽壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种空压机的余热回收利用结构，其特征在于：所述伸缩管(24)的一端设置有密封卡座(30)，所述直角管(20)的内壁设置有密封圈(31)，所述密封圈(31)与所述密封卡座(30)卡接。

5.根据权利要求1所述的一种空压机的余热回收利用结构，其特征在于：所述第一储水箱(7)的一侧设置有第二储水箱(32)，所述第二储水箱(32)连通设置有分流管(33)，所述分流管(33)背离所述第二储水箱(32)的一端连通设置有电动三通阀(34)，所述分流管(33)通过所述电动三通阀(34)与所述总管(4)侧壁连通，所述总管(4)内设置有温度传感器，所述电动三通阀(34)与所述温度传感器电性连接。