CN117404939A - 稀油润滑换热器及液压供油站 - Google Patents

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车路平
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王希
刘学辉
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Abstract

本发明公开了一种稀油润滑换热器及液压供油站，属于润滑领域。稀油润滑换热器，具有热流体入口、热流体出口、冷流体入口和冷流体出口，稀油润滑换热器还包括热流体外壳插板组件、冷流体外壳插板组件和S形隔板。本发明中的稀油润滑换热器通过板片结构巧妙的形成两组S形的通道，不仅结构紧凑，而且传热面积大，传热效率高，热交换更加充分，均匀度高，而且具有装配方便，成本低，强度高，密封性好等优点。同时，基于上述稀油润滑换热器的液压供油站具有清洗维护方便等优点。

Description

稀油润滑换热器及液压供油站
技术领域
本发明属于润滑领域，涉及一种稀油润滑换热器，还涉及一种液压供油站。
背景技术
稀油润滑供油站是一种为机器和设备提供稀油润滑的装置，它将稀油输送到设备内部的润滑点，以降低设备的磨损和摩擦，延长设备的使用寿命和运行稳定性。此外，稀油润滑供油站还能起到冷却和清洗的作用。
常见的集成式小型稀油润滑供油站一般由油箱、油泵、过滤装置、换热器、电气控制柜、仪表盘、管道、阀门等组成。工作时，润滑油被油泵从油箱中吸出，沿管道经过过滤装置和换热器输送到设备的润滑部分。
现有的稀油润滑供油站存在以下缺陷：
一、用于冷却润滑油的换热器主要有管壳式换热器和板式换热器两种。其中，管壳式换热器的外壳内设置有若干平行排列的管子构成的管束，冷热流体分别位于管子内外。管式油冷却器具有体积小、重量轻、适用性强、阻力小、处理能力大等优点，适合在工作压力低的稀油润滑站中使用。但是，管壳式换热器存在传热效率较低的问题。而板式换热器主要有螺旋板式换热器和板片式换热器两种，冷热流体分别位于换热板片的两侧，具有传热系数高的优点。但是，螺旋板式换热器的单一流道对通道截面积的限制使此类换热器只能用于流量不大的场合，如气-气换热，不适合稀有润滑场合；而板片式换热器使用的换热板片一般都是通过板片间的密封垫片和板片的夹紧力来实现密封承压，由于密封垫片材质的限制，换热器不可能承受太高的温度与压力，容易出现泄漏。
二、过滤装置使用一段时间后需要进行清洗或更换，维护过程费时费力，成本高，且影响正常生产。
发明内容
本发明提出了一种稀油润滑换热器及液压供油站，其目的是：一、同时克服现有换热器传热效率低和无法承受太高压力与温度的问题；二、解决过滤装置维护不方便的问题。
本发明技术方案如下：
一种稀油润滑换热器，具有热流体入口、热流体出口、冷流体入口和冷流体出口，稀油润滑换热器还包括热流体外壳插板组件、冷流体外壳插板组件和S形隔板；
所述热流体外壳插板组件包括第一外壳板以及若干平行固定在第一外壳板底部的第一隔板；所述冷流体外壳插板组件包括第二外壳板以及若干平行固定在第二外壳板顶部的第二隔板；所述第一隔板和第二隔板交错排列，构成一个S形通道；
所述S形隔板设置在所述S形通道中，将S形通道划分为并行的热流体通道和冷流体通道，所述热流体通道和冷流体通道均为S形；
所述热流体入口和热流体出口位于热流体通道的右端和左端，所述冷流体入口和冷流体出口分别位于冷流体通道的左端和右端。
作为所述稀油润滑换热器的进一步改进：所述第一外壳板和第二外壳板为平板或U型板或圆弧板。
作为所述稀油润滑换热器的进一步改进：第一隔板的下端设有第一支撑块，所述第一支撑块与两侧的S形隔板相接触；第二隔板的上端设有第二支撑块，所述第二支撑块与两侧的S形隔板相接触。
作为所述稀油润滑换热器的进一步改进：还包括安装在第一外壳板与第二外壳板所围成的空间的前后两端的两组端板组件。
作为所述稀油润滑换热器的进一步改进：每一组所述端板组件分别包括S形的热流体端板和S形的冷流体端板；
所述热流体端板与热流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与热流体外壳插板组件相焊接、另一侧边缘与S形隔板相焊接；
所述冷流体端板与冷流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与冷流体外壳插板组件相焊接、另一侧边缘与S形隔板相焊接。
本发明还提出了一种基于上述稀油润滑换热器的液压供油站：液压供油站还包括油箱、油泵、过滤装置和切换装置；
所述过滤装置为两组；所述切换装置与两组过滤装置的进油口和出油口同时连接，用于选择其中一组过滤装置进行过滤；
所述油泵通过第一管路连接至切换装置的总进油孔，切换装置的总出油孔通过第二管路与稀油润滑换热器相连接。
作为所述液压供油站的进一步改进：所述油泵为两组，两组油泵的输出端分别通过一单向阀连接至所述第一管路的起始端。
作为所述液压供油站的进一步改进：所述切换装置包括阀体和插入所述阀体的阀芯，所述阀芯可相对于阀体转动；
所述阀体上设有所述总进油孔和总出油孔，总进油孔位于总出油孔的正上方；
所述阀体上还设有两组轴线重合的分支进油连接孔和两组轴线重合的分支出油连接孔；分支进油连接孔位于分支出油连接孔的上方；
所述阀芯上设有上下两组直角通道；当阀芯位于第一工位时，总进油孔通过上方的直角通道与一侧的分支进油连接孔相连通，总出油孔通过下方的直角通道与一侧的分支出油连接孔相连通；当阀芯位于第二工位时，总进油孔通过上方的直角通道与另一侧的分支进油连接孔相连通，总出油孔通过下方的直角通道与另一侧的分支出油连接孔相连通；
两组分支进油连接孔分别与两组过滤装置的进油口对应连接，两组分支出油连接孔分别与两组过滤装置的出油口对应连接。
作为所述液压供油站的进一步改进：所述过滤装置包括筒体和安装在筒体中的滤芯，所述滤芯为筒状；过滤装置的进油口与滤芯外侧的环形腔体相连通，出油口与滤芯内侧的腔体相连通；
所述筒体上还通过转动连接方式安装有回转中心轴，所述回转中心轴为空心轴；回转中心轴的上端开设有进气孔，该进气孔外端与安装在筒体顶部的盖板中的环形腔相连通，内端与回转中心轴的内孔相连通；所述环形腔连接有进气阀门；所述回转中心轴插入所述滤芯的内孔中，回转中心轴上还设有多组朝向滤芯的内壁的出气孔。
作为所述液压供油站的进一步改进：所述第二管路包括中间管路、放油管路、冷却进油管路、冷却出油管路和输油管路；
所述切换装置的总出油孔与中间管路的一端相连接；中间管路的另一端连接三通的第一连接端口；三通的第二连接端口与第一阀门的一端相连接，第一阀门的另一端通过冷却进油管路与所述稀油润滑换热器的热流体入口相连接；三通的第三连接端口与第四阀门的一端相连接，第四阀门的另一端通过冷却出油管路与所述稀油润滑换热器的热流体出口相连接；
所述冷却出油管路还连接所述输油管路，输油管路上设有第三阀门；
所述中间管路还通过放油管路连接至油箱，所述放油管路上设有第二阀门。
相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：
一、稀油润滑换热器通过板片结构巧妙的形成两组S形的通道，不仅结构紧凑，而且传热面积大，传热效率高，热交换更加充分，均匀度高；同时，稀油润滑换热器结构不需要依靠板材之间的压力以及密封件形成密封，板材之间可以直接通过焊接方式完成固定连接，装配方便，成本低，强度高，密封性好，可以在高温高压下稳定运行。本稀油润滑换热器结构还可以根据需要制作成圆形等其他形状，适用范围广。
二、本发明设有两组过滤装置，实现一用一备、交替工作，当一组过滤装置出现故障或维护时，另一组过滤装置仍然可以正常工作，确保生产的正常进行。
三、过滤装置可以通过向回转中心轴中通入压缩空气，将堵塞物从滤孔中吹出，实现滤芯的快速清洗，大大提高了清洗和维护的效率，延长了使用寿命。
附图说明
图1为本发明中稀油润滑换热器的结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大图；
图3为S形隔板的结构示意图；
图4为热流体外壳插板组件的结构示意图；
图5为冷流体外壳插板组件的结构示意图；
图6为热流体端板的结构示意图；
图7为冷流体端板的结构示意图；
图8为液压供油站的结构示意图；
图9为两组过滤装置以及切换装置部分的结构示意图；
图10为图9中B部分的局部放大图；
图11为切换装置的阀体与阀芯部分的剖视图。
图中部件名称：
1、稀油润滑换热器；2、第三阀门；3、温度检测装置；4、第四阀门；5、第一阀门；6、第二阀门；7、压力检测装置；8、过滤装置；9、进气总阀门；10、切换装置；11、压力表；12、泄压阀；13、单向阀；14、油泵；15、回油入口；16、液位检测装置；17、加热装置；1-1、热流体出口；1-2、热流体外壳插板组件；1-3、S形隔板；1-4、热流体入口；1-5、冷流体出口；1-6、冷流体外壳插板组件；1-7、冷流体入口；1-8、热流体端板；1-9、冷流体端板；8-1、筒体；8-2、滤芯；8-3、回转中心轴；8-4、环形腔；8-5、进气阀门；8-6、第一手柄；10-1、阀体；10-2、阀芯；10-3、总进油孔；10-4、总出油孔；10-5、分支进油连接孔；10-6、分支出油连接孔；10-7、第二手柄。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
实施例一
如图1至图7，一种稀油润滑换热器，具有热流体入口1-4、热流体出口1-1、冷流体入口1-7和冷流体出口1-5，冷流体和热流体在稀油润滑换热器1内部进行热交换。
进一步的，稀油润滑换热器1还包括热流体外壳插板组件1-2、冷流体外壳插板组件1-6和S形隔板1-3。
如图4，所述热流体外壳插板组件1-2包括第一外壳板以及若干平行固定在第一外壳板底部的第一隔板。如图5，所述冷流体外壳插板组件1-6包括第二外壳板以及若干平行固定在第二外壳板顶部的第二隔板。优选的，所述第一外壳板和第二外壳板为平板或U型板或圆弧板。
如图1和图2，所述第一隔板和第二隔板交错排列，构成一个S形通道。所述S形隔板1-3设置在所述S形通道中，将S形通道划分为并行的热流体通道和冷流体通道。所述热流体通道和冷流体通道均为S形。
进一步的，第一隔板的下端设有第一支撑块，所述第一支撑块与两侧的S形隔板1-3相接触；第二隔板的上端设有第二支撑块，所述第二支撑块与两侧的S形隔板1-3相接触。
进一步的，稀油润滑换热器1还包括安装在第一外壳板与第二外壳板所围成的空间的前后两端的两组端板组件。如图2、图6和图7，每一组所述端板组件分别包括S形的热流体端板1-8和S形的冷流体端板1-9。其中，所述热流体端板1-8与热流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与热流体外壳插板组件1-2相焊接、另一侧边缘与S形隔板1-3相焊接；所述冷流体端板1-9与冷流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与冷流体外壳插板组件1-6相焊接、另一侧边缘与S形隔板1-3相焊接。
由于整体采用板材焊接的结构，因而装配方便，成本较低，强度较高，不易出现泄漏等问题。同时，板材结构对整体外壳的形状没有限制，可以根据需要做成圆形、方形等各种形状。
所述热流体入口1-4和热流体出口1-1位于热流体通道的右端和左端，所述冷流体入口1-7和冷流体出口1-5分别位于冷流体通道的左端和右端。热流体通道和冷流体通道的端部还分别留有汇集腔。
换热时，冷流体从冷流体入口1-7进入沿冷流体通道流动、从冷流体出口1-5流出，同时热流体从热流体入口1-4进入沿热流体通道流动、从热流体出口1-1流出，冷热流体通过所述S形隔板1-3进行换热，达到对热流体冷却的目的。
实施例二
如图8，本实施例是一种液压供油站，它基于实施例一的稀油润滑换热器1，同时还包括油箱、油泵14、过滤装置8和切换装置10。
所述油箱上安装所述油泵14，还设置有回油入口15和液位检测装置16。油箱底部设有加热装置17。
本实施例中，所述过滤装置8为结构相同的两组，二者一备一用，交替工作。所述切换装置10与两组过滤装置8的进油口和出油口同时连接，用于选择其中一组过滤装置8进行过滤，实现工作状态的切换。
所述油泵14通过第一管路连接至切换装置10的总进油孔10-3，切换装置10的总出油孔10-4通过第二管路与稀油润滑换热器1相连接。本实施例中，所述油泵14为两组，两组油泵14的输出端分别通过一单向阀13连接至所述第一管路的起始端。所述第一管路上还安装有泄压阀12和压力表11。
进一步的，如图9和图11，所述切换装置10包括阀体10-1和插入所述阀体10-1的阀芯10-2，所述阀芯10-2可相对于阀体10-1转动，阀芯10-2上端安装有第二手柄10-7。
所述阀体10-1上设有所述总进油孔10-3和总出油孔10-4，总进油孔10-3位于总出油孔10-4的正上方。
所述阀体10-1上还设有两组轴线重合的分支进油连接孔10-5和两组轴线重合的分支出油连接孔10-6，分支进油连接孔10-5位于分支出油连接孔10-6的上方。两组分支进油连接孔10-5分别与两组过滤装置8的进油口对应连接，两组分支出油连接孔10-6分别与两组过滤装置8的出油口对应连接。
所述阀芯10-2上设有上下两组直角通道。当阀芯10-2位于第一工位时，总进油孔10-3通过上方的直角通道与左侧的分支进油连接孔10-5相连通，总出油孔10-4通过下方的直角通道与左侧的分支出油连接孔10-6相连通，此时左侧的过滤装置8工作，右侧的过滤装置8与第一管路和第二管路断开连接。当阀芯10-2转过90度、位于第二工位时，总进油孔10-3通过上方的直角通道与右侧的分支进油连接孔10-5相连通，总出油孔10-4通过下方的直角通道与右侧的分支出油连接孔10-6相连通，此时右侧的过滤装置8工作，左侧的过滤装置8与第一管路和第二管路断开连接。
进一步的，如图9和图10，所述过滤装置8包括筒体8-1和安装在筒体8-1中的滤芯8-2。所述滤芯8-2为筒状；过滤装置8的进油口与滤芯8-2外侧的环形腔8-4体相连通，出油口与滤芯8-2内侧的腔体相连通。
所述筒体8-1上还通过转动连接方式安装有回转中心轴8-3，所述回转中心轴8-3为空心轴，上端连接有第一手柄8-6。回转中心轴8-3的上端侧部开设有进气孔，该进气孔外端与安装在筒体8-1顶部的盖板中的环形腔8-4相连通，内端则与回转中心轴8-3的内孔相连通。所述环形腔8-4连接有进气阀门8-5，两组进气阀门8-5通过三通连接至进气总阀门9。所述回转中心轴8-3插入所述滤芯8-2的内孔中，回转中心轴8-3上还设有多组朝向滤芯8-2的内壁的出气孔。
当需要对过滤装置8进行清洗时，先将内部润滑油放掉，再将进气总阀门9和对应的进气阀门8-5打开，压缩空气将通过环形腔8-4体进入到回转中心轴8-3内部，然后沿回转中心轴8-3上的出气孔喷向滤芯8-2的内壁，同时，通过第一手柄8-6转动回转中心轴8-3，可以实现向滤芯8-2内壁的旋转式喷气清洗，从而大大提高滤芯8-2的清洗维护效率。
进一步的，如图8，所述第二管路包括中间管路、放油管路、冷却进油管路、冷却出油管路和输油管路。
具体的，所述切换装置10的总出油孔10-4与中间管路的一端相连接，中间管路上安装有压力检测装置7，中间管路的另一端连接三通的第一连接端口。三通的第二连接端口与第一阀门5的一端相连接，第一阀门5的另一端通过冷却进油管路与所述稀油润滑换热器1的热流体入口1-4相连接；三通的第三连接端口与第四阀门4的一端相连接，第四阀门4的另一端通过冷却出油管路与所述稀油润滑换热器1的热流体出口1-1相连接。
所述冷却出油管路还连接所述输油管路，输油管路上设有第三阀门2和温度检测装置3。
所述中间管路还通过放油管路连接至油箱，所述放油管路上设有第二阀门6。
液压供油站的工作过程为：先将油箱加满油，启动油泵14的工作电机，润滑油从吸油管吸入，加压后通过第一管路输送到达切换装置10，然后到达当前指定的过滤装置8中。当第一管路中的压力高出设定值时泄压阀12打开，将润滑油卸压到正常值。润滑油通过工作的过滤装置8后到达中间管路。初始阶段，关闭第一阀门5和第四阀门4，打开第二阀门6，润滑油回到油箱中，完成自净化。然后，关闭第二阀门6，打开第三阀门2和第四阀门4，润滑油直接流向设备润滑点。如果过滤后的油温较高，则可以关闭第四阀门4、打开第一阀门5，润滑油进入稀油润滑换热器1，经过冷却后再输送至设备润滑点。

Claims (10)

1.一种稀油润滑换热器，具有热流体入口（1-4）、热流体出口（1-1）、冷流体入口（1-7）和冷流体出口（1-5），其特征在于：稀油润滑换热器（1）还包括热流体外壳插板组件（1-2）、冷流体外壳插板组件（1-6）和S形隔板（1-3）；
所述热流体外壳插板组件（1-2）包括第一外壳板以及若干平行固定在第一外壳板底部的第一隔板；所述冷流体外壳插板组件（1-6）包括第二外壳板以及若干平行固定在第二外壳板顶部的第二隔板；所述第一隔板和第二隔板交错排列，构成一个S形通道；
所述S形隔板（1-3）设置在所述S形通道中，将S形通道划分为并行的热流体通道和冷流体通道，所述热流体通道和冷流体通道均为S形；
所述热流体入口（1-4）和热流体出口（1-1）位于热流体通道的右端和左端，所述冷流体入口（1-7）和冷流体出口（1-5）分别位于冷流体通道的左端和右端。
2.如权利要求1所述的稀油润滑换热器，其特征在于：所述第一外壳板和第二外壳板为平板或U型板或圆弧板。
3.如权利要求1所述的稀油润滑换热器，其特征在于：第一隔板的下端设有第一支撑块，所述第一支撑块与两侧的S形隔板（1-3）相接触；第二隔板的上端设有第二支撑块，所述第二支撑块与两侧的S形隔板（1-3）相接触。
4.如权利要求1所述的稀油润滑换热器，其特征在于：还包括安装在第一外壳板与第二外壳板所围成的空间的前后两端的两组端板组件。
5.如权利要求4所述的稀油润滑换热器，其特征在于：每一组所述端板组件分别包括S形的热流体端板（1-8）和S形的冷流体端板（1-9）；
所述热流体端板（1-8）与热流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与热流体外壳插板组件（1-2）相焊接、另一侧边缘与S形隔板（1-3）相焊接；
所述冷流体端板（1-9）与冷流体通道形状相同且位置相对应，一侧边缘与冷流体外壳插板组件（1-6）相焊接、另一侧边缘与S形隔板（1-3）相焊接。
6.基于如权利要求1至5任一所述的稀油润滑换热器的液压供油站，其特征在于：液压供油站还包括油箱、油泵（14）、过滤装置（8）和切换装置（10）；
所述过滤装置（8）为两组；所述切换装置（10）与两组过滤装置（8）的进油口和出油口同时连接，用于选择其中一组过滤装置（8）进行过滤；
所述油泵（14）通过第一管路连接至切换装置（10）的总进油孔（10-3），切换装置（10）的总出油孔（10-4）通过第二管路与稀油润滑换热器（1）相连接。
7.如权利要求6所述的液压供油站，其特征在于：所述油泵（14）为两组，两组油泵（14）的输出端分别通过一单向阀（13）连接至所述第一管路的起始端。
8.如权利要求6所述的液压供油站，其特征在于：所述切换装置（10）包括阀体（10-1）和插入所述阀体（10-1）的阀芯（10-2），所述阀芯（10-2）可相对于阀体（10-1）转动；
所述阀体（10-1）上设有所述总进油孔（10-3）和总出油孔（10-4），总进油孔（10-3）位于总出油孔（10-4）的正上方；
所述阀体（10-1）上还设有两组轴线重合的分支进油连接孔（10-5）和两组轴线重合的分支出油连接孔（10-6）；分支进油连接孔（10-5）位于分支出油连接孔（10-6）的上方；
所述阀芯（10-2）上设有上下两组直角通道；当阀芯（10-2）位于第一工位时，总进油孔（10-3）通过上方的直角通道与一侧的分支进油连接孔（10-5）相连通，总出油孔（10-4）通过下方的直角通道与一侧的分支出油连接孔（10-6）相连通；当阀芯（10-2）位于第二工位时，总进油孔（10-3）通过上方的直角通道与另一侧的分支进油连接孔（10-5）相连通，总出油孔（10-4）通过下方的直角通道与另一侧的分支出油连接孔（10-6）相连通；
两组分支进油连接孔（10-5）分别与两组过滤装置（8）的进油口对应连接，两组分支出油连接孔（10-6）分别与两组过滤装置（8）的出油口对应连接。
9.如权利要求8所述的液压供油站，其特征在于：所述过滤装置（8）包括筒体（8-1）和安装在筒体（8-1）中的滤芯（8-2），所述滤芯（8-2）为筒状；过滤装置（8）的进油口与滤芯（8-2）外侧的环形腔（8-4）体相连通，出油口与滤芯（8-2）内侧的腔体相连通；
所述筒体（8-1）上还通过转动连接方式安装有回转中心轴（8-3），所述回转中心轴（8-3）为空心轴；回转中心轴（8-3）的上端开设有进气孔，该进气孔外端与安装在筒体（8-1）顶部的盖板中的环形腔（8-4）相连通，内端与回转中心轴（8-3）的内孔相连通；所述环形腔（8-4）连接有进气阀门（8-5）；所述回转中心轴（8-3）插入所述滤芯（8-2）的内孔中，回转中心轴（8-3）上还设有多组朝向滤芯（8-2）的内壁的出气孔。
10.如权利要求8所述的液压供油站，其特征在于：所述第二管路包括中间管路、放油管路、冷却进油管路、冷却出油管路和输油管路；
所述切换装置（10）的总出油孔（10-4）与中间管路的一端相连接；中间管路的另一端连接三通的第一连接端口；三通的第二连接端口与第一阀门（5）的一端相连接，第一阀门（5）的另一端通过冷却进油管路与所述稀油润滑换热器（1）的热流体入口（1-4）相连接；三通的第三连接端口与第四阀门（4）的一端相连接，第四阀门（4）的另一端通过冷却出油管路与所述稀油润滑换热器（1）的热流体出口（1-1）相连接；
所述冷却出油管路还连接所述输油管路，输油管路上设有第三阀门（2）；
所述中间管路还通过放油管路连接至油箱，所述放油管路上设有第二阀门（6）。
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