CN202868265U - 一种动力机械的润滑系统 - Google Patents

Abstract

动力机械的润滑系统，涉及润滑系统领域。该系统由供油组和控制组两部分构成。供油组包括：动力机械、油分离器、冷凝器、储油罐、供油泵、滤清器、蓄压供油器、限压阀、喷油嘴。其中蓄压供油器包括出油口、移动滑块、弹簧、回油孔、通孔、进油孔、蓄压腔、出油孔、移动滑块通孔组成。控制组包括：控制单元、冷却风扇、压力传感器Ⅰ、液位传感器、压力传感器Ⅱ、温度传感器、报警灯、电磁铁。上述系统适用于任何工况下的动力机械，当动力机械变工况运行时，其可以自行调节供油量和润滑油温度，确保动力机械工作在最佳润滑条件下。该系统具备对动力机械的监测功能，检测动力机械是否正常工作。

Description

一种动力机械的润滑系统

技术领域

本实用新型涉及动力机械的润滑系统，尤其是润滑系统的控制方法和控制系统及控制供油的蓄压供油器。

背景技术

动力机械是将自然界的能量转变成机械能或电能的动力装置，其对人类社会的发展起着举足轻重的作用。

目前，很多研发出的新型动力机械还未配有理想的润滑系统，这对机械主运动部件之间的摩擦和散热十分不利，严重影响了动力机械的功率输出。因此，对于所有的动力机械来说，润滑系统尤为重要。

油润滑的方法一般包括：人工加油润滑、滴油润滑和油绳润滑、油环和油链润滑、浸油润滑和飞溅润滑、油雾润滑、压力供油润滑。人工加油润滑是用油壶、油枪直接向需要润滑零件的油孔中注油，而动力机械密封要求较高，不可能在机壳上设计油孔和油道，所以不便采用人工加油润滑的方法。滴油润滑和油绳润滑需要在动力机械的外壳附加油杯，这将影响动力机械的结构设计，并且滴油润滑和油绳润滑的润滑油量较少，不能满足动力机械的润滑需求。油环和油链润滑是在轴上挂一油环或油链，环或链的下部浸在油池内，利用轴转动时的摩擦力，带动油环或油链旋转，将浸在油池中的润滑油带到轴颈上润滑摩擦表面，这种方法不适合齿轮间的润滑。浸油润滑和飞溅润滑都需要润滑零件浸入油池中，零件转动时将润滑油带到润滑部位，很多传动机构都不适合采用此种润滑方法。油雾润滑是以压缩空气为动力，使润滑油雾化，经管道输送到润滑部位，虽然有润滑效果均匀，散热效果好等优点，但是在油雾润滑排出的气体中，含有部分悬浮的微小油粒，对人体的健康有害。压力供油润滑是指用油泵和管道将润滑油输送到润滑部位。主要优点是：供油量充分，流动的润滑油可以带走摩擦热，还可以把摩擦表面的金属颗粒冲走并过滤掉。本实用新型为动力机械提供了一种供油量可调的压力供油润滑系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为动力机械提供一种通用的润滑系统，解决动力机械润滑和散热问题，当动力机械运行工况变化时，此润滑系统能自行调节供油量，使动力机械工作在最佳运行条件下。

本实用新型采用如下技术方案：

动力机械润滑系统，其包括供油组、控制组。

所述的供油组，包括动力机械、油分离器、冷凝器、储油罐、供油泵、滤清器、蓄压供油器、限压阀、喷油嘴；其中动力机械的出口与油分离器的进口相连，油分离器的出口与冷凝器的热源进口相连，冷凝器的热源出口与储油罐的回液口相连，储油罐的出口与供油泵的进口相连，供油泵的出口与滤清器的进口相连，滤清器的出口与蓄压供油器的进油孔相连，蓄压供油器的出油口与喷油嘴相连，限压阀与蓄压供油器的回油孔和储油罐相连；

所述的控制组，包括控制单元、冷却风扇、压力传感器Ⅰ、液位传感器、压力传感器Ⅱ、温度传感器、报警灯、蓄压供油器中的电磁铁；其中控制单元与冷却风扇相连，冷却风扇安装在冷凝器后面，控制单元与压力传感器Ⅰ相连，压力传感器Ⅰ安装在动力机械低压端，控制单元与液位传感器相连，液位传感器安装在动力机械机壳底部，控制单元与压力传感器Ⅱ相连，压力传感器Ⅱ安装在蓄压腔的侧壁上，控制单元与温度传感器相连，温度传感器安装在储油罐上，控制单元与报警灯相连，控制单元与蓄压供油器中的电磁铁相连。

所述的蓄压供油器包括电磁铁、出油口、移动滑块、弹簧、回油孔、通孔、进油孔、蓄压腔、出油孔、移动滑块通孔，其中电磁铁安装在蓄压供油器上与安装压力传感器Ⅱ的侧壁相对的侧壁上，出油口在蓄压供油器的最上方，并与喷油嘴相连，移动滑块与弹簧相连，弹簧安装在蓄压供油器与安装压力传感器Ⅱ相同的一侧，移动滑块上有两个移动滑块通孔，回油孔、通孔在蓄压腔上与安装压力传感器Ⅱ相同，回油孔与限压阀相连，通孔用于安装压力传感器Ⅱ，进油孔在蓄压腔的下侧，出油孔在蓄压腔的上侧，当电磁铁吸合移动滑块时，出油口（18）、移动滑块通孔、出油孔三者连通。

动力机械润滑系统的控制方法（如图3所示），包括润滑油供给程序和油量调节程序，打开供油泵和控制单元，供油泵开始向蓄压供油器的蓄压腔中供润滑油，蓄压腔的出油孔被移动滑块堵住，所以蓄压腔中的压力会逐渐增大，控制单元检测由压力传感器Ⅰ测的动力机械低压端的压力和压力传感器Ⅱ测的蓄压腔中的压力，判断蓄压腔中的压力是否大于动力机械低压端的压力，如果蓄压腔的压力小于动力机械低压端的压力，控制单元不会给电磁铁通电，供油泵继续给蓄压供油器供油，使蓄压腔中润滑油的压力继续增加，当蓄压腔的压力大于动力机械低压端的压力，且压力差增至为0.2bar时（此为启动压力差），控制单元给蓄压供油器的电磁铁通电吸合移动滑块，此时蓄压腔和蓄压供油器的出油口通过移动滑块通孔被连通，蓄压供油器开始向动力机械供油，控制单元接收动力机械中液位传感器的信号，判断动力机械底部润滑油液位是否大于10mm，如果润滑油液位已经达到10mm，控制单元继续执行原有供油命令，如果润滑油液位未达到10mm，控制单元更改启动压力差值（此差值决定是否给电磁铁通电），在原有压力差的基础上加0.2bar，这时蓄压腔与动力机械低压端的压力差仍然为0.2bar，而启动压力差已经被改为0.4bar（0.2bar+0.2bar），所以控制单元切断电磁铁供电，蓄压供油器的移动滑块通过弹簧的拉力归位，将蓄压腔的出油孔堵住，蓄压供油器的蓄压腔继续蓄压，使蓄压腔中的压力继续增高，从而提高蓄压腔与动力机械低压端之间的压力差，当蓄压腔与动力机械低压端之间的压力差达到更改后的启动压力差值时，控制单元给电磁铁通电，吸合移动滑块，使出油口、移动滑块通孔、出油孔相互连通，继续为动力机械供油，如此循环，直至动力机械机壳底部的润滑油液位达到10mm为止，压力差越大润滑油流速越大，单位时间内供油量越多，这是本系统调节供油量的基本原理。

动力机械润滑系统的控制方法，所述限压阀一端与蓄压供油器的回油孔相连，一端与储油罐相连，当动力机械出现异常时，其低压端压力急剧增加，蓄压供油器和系统管路中的压力也会随之增加，当蓄压供油器的蓄压腔中的压力大于2.0MPa时，限压阀打开，蓄压腔中的润滑油通过限压阀流回储油罐，确保供油系统安全工作。

动力机械润滑系统的控制方法，包括监测功能，所述控制单元接收安装在动力机械上压力传感器Ⅰ、液位传感器和安装在储油罐上温度传感器的信号，当压力大于3.0MPa，液位高于15mm，温度大于100℃时，控制单元给报警灯输送报警信号，报警灯闪烁并发出凤鸣声，从而判断动力机械是否正常运行。

动力机械润滑系统的控制方法，包括油温控制功能，所述控制单元接收温度传感器的信号，当油温超过40℃时，控制单元给冷却风扇发出开启命令，冷却风扇打开给润滑油降温，当油温低于30℃时，控制单元给冷却风扇发出关闭命令，冷却风扇关闭，从而实现润滑油温度控制功能。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果

1.动力机械是一种新型的膨胀机机械，没有理想的润滑系统，本润滑系统则是一种新型的润滑结构。

2.本润滑系统是一种压力供油系统，它可以有效地解决动力机械的润滑问题和散热问题。

3.本润滑系统可根据动力机械的不同运行工况调整供油组给动力机械提供的润滑油量。

4.本润滑系统装有冷却风扇，可以控制润滑油的温度，确保动力机械正常运行。

5.本润滑系统装有报警灯，可以监控动力机械的运行情况。

6.本润滑系统在蓄压供油器和储油罐之间安装一个限压阀，当蓄压供油器的蓄压腔中的压力大于限压阀的压力时，限压阀开启使高压润滑油流回储油罐中，确保润滑系统正常工作。

附图说明

图1是动力机械润滑系统和控制方法的示意图；

图2是蓄压供油器的剖面图；

图3是供油及调节供油量的流程图。

图中：1-动力机械；2-油分离器；3-冷凝器；4-储油罐；5-供油泵；6-滤清器；7-蓄压供油器；8-限压阀；9-控制单元；10-冷却风扇；11-压力传感器Ⅰ；12-液位传感器；13-压力传感器Ⅱ；14-温度传感器；15-报警灯；16-喷油嘴；17-电磁铁；18-出油口；19-移动滑块；20-弹簧；21-回油孔；22-通孔；23-进油孔；24-蓄压腔；25-出油孔；26-移动滑块通孔。

具体实施方式

本实用新型为动力机械提供一种理想的润滑系统，并提出控制方法，图1是整个系统的结构示意图。

图1中的粗箭头线表示工作工质的流向。工质蒸汽在动力机械中膨胀做功，并与润滑油混合，混有润滑油的工质蒸汽从膨胀机排气口排除，通过油分离器进口流入油分离器，在油分离器中润滑油和工质蒸汽被分离，工质蒸汽从油分离器的出口流出，润滑油被留在油分离器底部，当润滑油液面高过油分离器中部的浮球阀时，浮球阀被打开，润滑油流入冷凝器，在冷凝器中润滑油被冷却，然后流回储油罐。

图1中的实线表示润滑油路。供油组的部件通过油路连接，连接关系如下：储油罐与供油泵相连，供油泵与滤清器相连，滤清器与蓄压供油器相连，蓄压供油器与喷油嘴相连，喷油嘴安装在动力机械的低压端，动力机械与油分离器相连，油分离器与冷凝器相连。当系统工作时，润滑油流进供油泵，供油泵给润滑油加压后送入蓄压供油器的蓄压腔中，当蓄压腔中的压力大于动力机械低压端压力，且压力差为0.2bar时，控制单元发出指令，接通电磁铁，这时蓄压供油器开始向喷油嘴输送润滑油，喷油嘴将润滑油喷入膨胀机中，润滑油和工质蒸汽一起流出动力机械，进入油分离器，在油分离器中润滑油和工质蒸汽被分离，经过冷凝器流回储油罐。

图1中限压阀的一个接口与蓄压供油器的回油孔相连，另一个接口与储油罐相连，其组成的油路是系统的保护回路。当动力机械漏气或工作条件恶劣时，其低压端的压力可能剧增，这时蓄压供油器的蓄压腔中的压力会随之增加，为了保护油路和供油泵，当蓄压腔中的压力大于限压阀设定压力（2MPa）时，限压阀开启，使润滑油流回储油罐，降低蓄压腔和系统中油路的油压。

图1中的虚线表示信号线。控制组的部件通过信号线连接，连接关系如下：动力机械低压端的压力传感器Ⅰ与控制单元相连，蓄压供油器的蓄压腔中的压力传感器Ⅱ与控制单元相连，动力机械中的液位传感器与控制单元相连，储油罐中的温度传感器与控制单元相连，蓄压供油器的电磁铁通过数据线与控制单元相连，冷却风扇与控制单元相连，控制单元上安装一报警灯。当系统开始工作时，控制单元接收来自压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和液位传感器的信号，控制单元通过分析，判断是否接通电磁铁，当控制单元给电磁铁发出接通指令时，电磁铁吸合移动滑块，此时，出油口、移动滑块通孔、出油孔三者连通，蓄压供油器给动力机械供油。

图1中的控制单元、温度传感器和冷却风扇组成一个自动冷却系统。系统工作时，温度传感器时刻检测润滑油的温度，当润滑油温度高于控制单元中的设定值（40℃）时，控制单元启动冷却风扇，给通过冷凝器的润滑油冷却降温。

图1中的控制单元、压力传感器Ⅰ、温度传感器、液位传感器和报警灯组成一个报警系统。系统工作时，压力传感器Ⅰ检测动力机械低压端的压力，温度传感器检测润滑油的温度，液位传感器检测动力机械机壳底部的液位高度，当压力传感器Ⅰ检测到的压力超过3.0MPa、温度传感器检测到的润滑油温度超过100℃、液位传感器检测到的液位高于15mm时，说明此时动力机械或润滑系统运转不正常，这时报警灯被点亮，提示工作人员采取相应措施。

图2是本实用新型设计的蓄压供油器的剖面图。蓄压供油器由电磁铁、出油口、移动滑块、弹簧、回油孔、通孔、进油孔、蓄压腔、出油孔、移动滑块通孔组成，其中电磁铁安装在蓄压供油器的左侧、出油口在蓄压供油器的最上方，并与喷油嘴相连，移动滑块与弹簧相连，弹簧安装在蓄压供油器的右侧，移动滑块上有两个移动滑块通孔，回油孔、通孔在蓄压腔右侧，回油孔与限压阀相连，通孔用于安装压力传感器Ⅱ，进油孔在蓄压腔的下侧，出油孔在蓄压腔的上侧。系统运行时，润滑油从进油孔流入蓄压腔，在蓄压腔中蓄压。两个出油口、蓄压腔上的两个出油孔和移动滑块中两个通孔的直径相同。当蓄压供油器蓄压不供油时，移动滑块受弹簧拉力处于右侧，这三个孔相互不通。当电磁铁通电时，电磁力克服弹簧拉力将移动滑块吸合，出油口、出油孔和移动滑块中两个通孔相互连通，蓄压供油器开始向动力机械供油。

图3是本实用新型设计的供油及供油量调节的流程图。打开打开供油泵和控制单元，供油泵开始向蓄压供油器的蓄压腔中供润滑油，蓄压腔的出油孔被移动滑块堵住，所以蓄压腔中的压力会逐渐增大，控制单元检测由压力传感器Ⅰ测的动力机械低压端的压力和压力传感器Ⅱ测的蓄压腔中的压力，判断蓄压腔中的压力是否大于动力机械低压端的压力，如果蓄压腔的压力小于动力机械低压端的压力，控制单元不会给电磁铁通电，供油泵继续给蓄压供油器供油，使蓄压腔中润滑油的压力继续增加，当蓄压腔的压力大于动力机械低压端的压力，且压力差增至为0.2bar时（此为启动压力差），控制单元给蓄压供油器的电磁铁通电吸合移动滑块，此时蓄压腔和蓄压供油器的出油口通过移动滑块通孔被连通，蓄压供油器开始向动力机械供油，控制单元接收动力机械中液位传感器的信号，判断动力机械底部润滑油液位是否大于10mm，如果润滑油液位已经达到10mm，控制单元继续执行原有供油命令，如果润滑油液位未达到10mm，控制单元更改启动压力差值（此差值决定是否给电磁铁通电），在原有压力差的基础上加0.2bar，这时蓄压腔与动力机械低压端的压力差仍然为0.2bar，而启动压力差已经被改为0.4bar（0.2bar+0.2bar），所以控制单元切断电磁铁供电，蓄压供油器的移动滑块通过弹簧的拉力归位，将蓄压腔的出油孔堵住，蓄压供油器的蓄压腔继续蓄压，使蓄压腔中的压力继续增高，从而提高蓄压腔与动力机械低压端之间的压力差，当蓄压腔与动力机械低压端之间的压力差达到更改后的启动压力差值时，控制单元给电磁铁通电，吸合移动滑块，使出油口、移动滑块通孔、出油孔相互连通，继续为动力机械供油，如此循环，直至动力机械机壳底部的润滑油液位达到10mm为止，压力差越大润滑油流速越大，单位时间内供油量越多，这是本系统调节供油量的基本原理。

因为本实用新型设计的方案是供油量从最小开始，逐渐增加，所以系统在正常工作时不存在供油过多的问题。

Claims (2)

1.动力机械的润滑系统，包括供油组、控制组，其特征在于：

所述的供油组，包括动力机械（1）、油分离器（2）、冷凝器（3）、储油罐（4）、供油泵（5）、滤清器（6）、蓄压供油器（7）、限压阀（8）、喷油嘴（16）；其中动力机械（1）的出口与油分离器（2）的进口相连，油分离器（2）的出口与冷凝器（3）的热源进口相连，冷凝器（3）的热源出口与储油罐（4）的回液口相连，储油罐（4）的出口与供油泵（5）的进口相连，供油泵（5）的出口与滤清器（6）的进口相连，滤清器（6）的出口与蓄压供油器（7）的进油孔（23）相连，蓄压供油器（7）的出油口（18）与喷油嘴（16）相连，限压阀（8）与蓄压供油器（7）的回油孔（21）和储油罐（4）相连；

所述的控制组，包括控制单元（9）、冷却风扇（10）、压力传感器Ⅰ（11）、液位传感器（12）、压力传感器Ⅱ（13）、温度传感器（14）、报警灯（15）、蓄压供油器（7）中的电磁铁（17）；其中控制单元（9）与冷却风扇（10）相连，冷却风扇（10）安装在冷凝器（3）后面，控制单元（9）与压力传感器Ⅰ（11）相连，压力传感器Ⅰ（11）安装在动力机械（1）低压端，控制单元（9）与液位传感器（12）相连，液位传感器（12）安装在动力机械（1）机壳底部，控制单元（9）与压力传感器Ⅱ（13）相连，压力传感器Ⅱ（13）安装在蓄压腔（24）的侧壁上，控制单元（9）与温度传感器（14）相连，温度传感器（14）安装在储油罐（4）上，控制单位（9）与报警灯（15）相连，控制单位（9）与蓄压供油器（7）中的电磁铁（17）相连。

2.根据权利要求1所述的动力机械润滑系统，其特征在于：所述的蓄压供油器（7）包括电磁铁（17）、出油口（18）、移动滑块（19）、弹簧（20）、回油孔（21）、通孔（22）、进油孔（23）、蓄压腔（24）、出油孔（25）、移动滑块通孔（26），其中电磁铁（17）安装在蓄压供油器（7）上与安装压力传感器Ⅱ（13）的侧壁相对的侧壁上，出油口（18）在蓄压供油器（7）的最上方，并与喷油嘴（16）相连，移动滑块（19）与弹簧（20）相连，弹簧（20）安装在蓄压供油器（7）与安装压力传感器Ⅱ（13）相同的一侧，移动滑块（19）上有两个移动滑块通孔（26），回油孔（21）、通孔（22）在蓄压腔（24）上与安装压力传感器Ⅱ（13）相同，回油孔（21）与限压阀（8）相连，通孔（22）用于安装压力传感器Ⅱ（13），进油孔（23）在蓄压腔（24）的下侧，出油孔（25）在蓄压腔（24）的上侧，当电磁铁（17）吸合移动滑块（19）时，出油口（18）、移动滑块通孔（26）、出油孔（25）三者连通。

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