鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器的製作方法

2023-08-05 00:05:26 1

本發明涉及一種鋁合金型材加工用輔助設備，具體涉及鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器。

背景技術：

鋁型材是鐵或鋼以及具有一定強度和韌性的材料（如塑料、鋁、玻璃纖維等）通過軋制、擠出、鑄造等工藝製成的具有一定幾何形狀的物體。其中鋁型材即鋁合金型材，由於其質量較輕、使用輕便和優良的抗腐蝕性而深受大家歡迎。鋁型材加工設備主要包括雙頭鋸和單頭鋸，用於切割主料；角碼鋸，用於切割角件，連接件之類的配件小料；組角機，配合小料將主料組合成窗框架；斷面銑，用於深加工T連接的料型，主要是中梃；衝床，用於深加工所有材料涉及的孔，如注膠孔，排水孔等。然而這些設備都需要氣動工具及氣源裝置的參與，比如所有材料的壓緊以及進給。氣源裝置主要指空氣壓縮站內的裝置，包括空氣壓縮機、冷卻器、油分離器和氣罐等。大規模的鋁型材工業生產中普遍用空氣壓縮機為螺杆壓縮機，噪音小，效果好，還可以選用氣動電鑽。螺杆壓縮機可分為乾式和溼式兩種，乾式即工作腔中不噴油，壓縮氣體不會被汙染，溼式是指工作腔中噴入潤滑油以冷卻被壓縮氣體，改善密封，並可潤滑陰、陽轉子和軸承，實現自身傳動。在壓縮機工作過程中，從空壓機機頭出來的高溫高壓氣體會夾帶大大小小的油滴，過多的潤滑油隨壓縮氣體進入冷卻器後，就會增加熱阻，降低換熱器的傳熱性能，降低換熱器的使用壽命，增加維護成本，甚至攜帶潤滑油的壓縮氣體到達使用終端，會影響鋁型材加工效果，汙染加工鋁型材部件。

因此在壓縮機和冷卻器之間設置油分離器，將壓縮氣體中的潤滑油分離出來，減少潤滑油進入冷卻器、使用終端產生不利影響。由於在氣源裝置中外置的油氣分離器存在管路複雜、系統龐大、壓降較大等問題，現有技術中使用內置油分離裝置一體式冷卻器。然而，這種內置油分離裝置一體式冷卻器，夾帶潤滑油的高溫高壓壓縮氣由冷卻器筒體進入後直接經濾芯進行油氣分離，由於氣體流速過高，在濾芯內停留時間端而造成油氣分離不充分的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是內置油分離裝置一體式冷卻器中油氣分離不充分的問題，目的在於提供鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，能有效分離壓縮氣中的油分，且結構整齊緊湊。

本發明通過下述技術方案實現：

鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，包括筒體，所述筒體軸向兩端開口通過蓋板密封，筒體內設有隔板，隔板將筒體內分為上部油分離裝置和下部冷卻裝置兩部分，所述油分離裝置包括儲油槽、折流板、過濾器和兩個支撐板，所述支撐板固定於筒體內上部且分別位於筒體內兩埠處，儲油槽、折流板和過濾器由下到上依次固定於兩個支撐板之間，過濾器為弧形板狀，過濾器與筒體軸向平行的弧形邊緣與儲油槽相配合固定，折流板與筒體軸向平行的兩邊固定於儲油槽上，進氣管穿過過濾器、折流板通入儲油槽上方，所述冷卻裝置包括氣體冷卻盤管和油冷卻盤管，所述氣體冷卻盤管的入口管穿過隔板連通筒體內上部腔室，所述油冷卻盤管的入口管依次穿過隔板、儲油槽底部與儲油槽內部相通，在筒體下部設置氣體冷卻盤管和油冷卻盤管的出口管，蓋板上設有冷卻介質進口和冷卻介質出口。

本發明的冷卻器包括冷卻裝置和油氣分離裝置，其中油氣分離裝置主要包括儲油槽、折流板、過濾器和支撐板。支撐板主要起固定支撐作用；儲油槽、折流板和過濾器在筒體軸向的兩端可通過焊接固定在兩個支撐板上，折流板主要起油氣分離和氣體分布的作用，通過折流板可對壓縮氣進行初步的油氣分離處理，氣流在遇到障礙後改變流向和速度，使氣體中的冷油不斷的在障礙圈內聚結最終靠重力沉降下來流入儲油槽內，通過折流板可實現對氣體內較大油滴的分離。同時，氣流再通過折流板後，氣體流速會相對減弱，並且折流板的通道對壓縮氣體具有再分布的作用，使通過折流板的氣體以均勻分布的狀態通過過濾器進行二次油分離，有效提高二次油分離效率；將過濾器設置為弧形板狀，相當於筒狀濾芯軸向切割後的弧形部分結構，或為兩塊弧形板之間夾設濾網等濾材的結構，可增加過濾器的有效過濾面積，提高過濾效率，過濾器主要通過親和聚集機理實現對小油滴的有效分離，油微粒經過濾材的擴散作用，直接被濾材攔截以及慣性碰撞凝聚等機理，使壓縮空氣中的懸浮油微粒很快凝聚成大油滴，在重力作用下集聚在油分芯底部，滴入儲油槽內；最後通過設置在儲油槽內凹處的回油管將油返回壓縮機機頭潤滑系統中。將過濾器與筒體軸向平行的弧形邊緣與儲油槽相配合固定，可使油分離與冷卻一體機結構更加緊湊，有效利用筒體內空間。

通過隔板將冷卻器內部分隔為上下兩個腔室，上部腔室為油分離裝置，下部腔室為冷卻裝置，可有效防止油分離裝置對冷卻部件的汙染而降低換熱管的熱傳遞效率，同時也有利於對冷卻部件或油分離部件分別進行維修和管理。現有技術中一般採用列管式換熱器，冷卻介質在管程內流通，壓縮氣在殼程內流通冷卻，存在壓縮氣壓降大、氣體分布不均勻的問題，本發明通過壓縮氣在管程內流通，有利於降低壓降，同時解決了氣體分布不均勻的問題，通過冷卻介質在殼程內循環流動提高冷卻效果；由於從壓縮機夾帶出來的潤滑油溫度較高，通過油分離裝置從氣體中分離出來後需進行冷卻處理才能返回壓縮機內，因此在冷卻器筒體內設置油冷卻盤管，實現了油分離、油冷卻以及壓縮氣冷卻一體化，簡化了現有技術中各配件裝置複雜的管路連接。

在冷卻器工作過程中，由噴油螺杆壓縮機出來的高溫高壓氣體由進氣管進入筒體內，先後經過折流板一次油粗分離及降速再分布作用和過濾器二次油精分離，實現對壓縮氣的有效油分離。經充分油分離後乾淨的壓縮氣由過濾器外壁、儲油槽外壁、隔板和筒體內壁之間的間隙擴散，由氣體冷卻盤管的入口管進入氣體冷卻盤管內流通，被分離出來的潤滑油通過油冷卻盤管的入口管進入油冷卻盤管內流通，冷卻介質在換熱管殼程循環流動，可通過調整冷卻介質的流速和溫度，改變換熱效率，對不同的壓縮氣和潤滑油進行冷卻處理。

所述進氣管為有兩個支管的分歧管，且兩個支管出口端分別朝向筒體的兩埠處，進氣管的主管與分支管之間的夾角為為大於90°且小於180°。

可將進氣管設置在筒體幾何中心的上部，並設置為有兩個支管的分歧管，將壓縮氣體在筒體內軸向分布開來，通過將進氣管的主管與分支管之間的夾角為90～180°的傾斜角，可對高溫高壓壓縮氣進氣發揮緩衝作用，進氣管的主管與分支管之間的夾角優選為75°。

所述折流板由劣弧形板構成。

由於折流板主要發揮油氣粗分離和氣體分布的作用，將折流板設置為弧形板結構，且優選為劣弧形板結構，且劣弧的角度優選為90°，當折流板由角度大於90°劣弧形板構成時，折流板主要發揮氣體分布作用；噹噹折流板由角度小於90°劣弧形板構成時，折流板主要發揮油氣粗分離的作用，且角度越小，折流板對氣體的阻礙作用越大，產生的壓降越大。

內設油氣分離裝置的臥式冷卻器還包括擋板，所述擋板通過兩個支撐板固定，且位於儲油槽和進氣管的出口之間，擋板上布有至少一個通孔。

通過在儲油槽和進氣管的出口之間設置擋板，且通過回油管控制保持擋板位於油液面與進氣管出口之間，主要是防止進氣管通入的壓縮氣對儲油槽內油造成擾動，甚至有少量氣體進入回流管而影響潤滑油的品質及潤滑效果，經折流板和過濾器分離的油分通過通孔流入儲油槽內。

所述隔板為弧形結構，且弧形結構的凹面朝向儲油槽。

通過將隔板設置為弧形結構，且弧形結構的凹面朝向儲油槽，可提高冷卻器內部空間的利用率；通過過濾器外壁、儲油槽外壁、隔離板弧形凹面和筒體內壁構成近似橢圓環結構的通道，經過濾器出來的乾淨壓縮氣在環形通道內流通，最後從氣體冷卻盤管的入口管流入進行冷卻處理，壓縮氣體流經的管道內徑較小，因此在冷卻過程中對氣體造成的壓降較小。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明是鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，壓縮氣體進入冷卻器筒體後，依次經過折流板一次油粗分離和過濾器二次油精分離，充分實現對壓縮氣中油分的有效分離；

2、本發明是鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，通過在進氣管出口與過濾器之間設置折流板，可實現對氣體的降速和再分布作用，使通過折流板的壓縮氣體均勻分布通過過濾器，且相對增加了氣體在過濾器中的停留時間，從而增加了油氣分離效果；

3、本發明是鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，通過支撐板將儲油槽、折流板和過濾器依次固定，結構整齊緊湊；

4、本發明是鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，可同時進行油氣分離、壓縮氣冷卻和潤滑油的冷卻處理工作，簡化了氣源裝置管路設計，提高氣源裝置循環效率。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明正視截面結構示意圖；

圖2為本發明側視截面結構示意圖；

圖3為本發明折流板結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：1-進氣管，101-主管，102-分支管，2-筒體，3-蓋板，4-冷卻介質出口，5-冷卻介質進口，6-過濾器，7-折流板，701-橫杆，702-弧形板，8-支撐板，9-擋板，10-儲油槽，11-氣體冷卻盤管，12-油冷卻盤管，13-隔板，14-通孔。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。

實施例

如圖1～3所示，鋁型材加工氣源輔助用空壓機冷卻器，包括筒體2，筒體2軸向兩端開口通過蓋板3密封，蓋板3可通過法蘭固定密封固定在筒體2的兩埠上。筒體2內焊接有隔板13，隔板13為弧形結構，且弧形結構的凹面朝向儲油槽10，隔板13將筒體2內分為上部油分離裝置和下部冷卻裝置兩部分。油分離裝置包括儲油槽10、折流板7、過濾器6和兩個支撐板8。支撐板8焊接固定於筒體2內上部，且分別位於筒體2內兩埠處。儲油槽10、折流板7和過濾器6由下到上依次設置於兩個支撐板8之間，儲油槽10和折流板7焊接固定於兩個支撐板8上。過濾器6由兩塊設有通孔的弧形板狀之間固定濾芯構成，過濾器6與筒體2軸向平行的弧形邊緣開設凹槽，將儲油槽10與筒體2軸向平行的弧形邊緣插入過濾器6的凹槽內再通過螺栓將過濾器6與儲油槽10固定，實現過濾器6與儲油槽10可拆卸安裝，方便過濾器6的清洗更換。折流板7由若干角度為90°劣弧形板702通過橫杆701固定構成，折流板7與筒體2軸向平行的兩邊焊接固定於儲油槽10上。還包括擋板9，擋板9通過兩個支撐板8固定，且位於儲油槽10和進氣管1的出口之間，擋板9均勻布有若干通孔14。進氣管1為有兩個支管102的分歧管，且兩個支管102出口端分別朝向筒體2的兩埠處，進氣管1的主管101與分支管102之間的夾角為120°。進氣管1穿過過濾器6、折流板7通入儲油槽10上方。

冷卻裝置包括氣體冷卻盤管11和油冷卻盤管12，氣體冷卻盤管11的入口管穿過隔板13連通筒體2內上部腔室且入口管設在隔板13的最低凹處，油冷卻盤管12的入口管依次穿過隔板13、儲油槽10底部與儲油槽10內部相通，在筒體2下部設置氣體冷卻盤管11和油冷卻盤管12的出口管，蓋板3上設有冷卻介質進口5和冷卻介質出口4。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。