一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置的製作方法

2023-05-21 03:52:56 1

本發明涉及一種鋁合金型材加工用輔助設備，具體涉及一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置。

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，目的在於提供一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，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：

一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，包括筒體，所述筒體內下部設有換熱管，筒體軸向兩端開口通過蓋板密封，蓋板上設有冷卻介質進口和冷卻介質出口，筒體上設有進氣管和出氣口，還包括儲油槽、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，進氣管穿過過濾器和折流板通入儲油槽上方，冷卻器還包括氣體分布器，所述氣體分布器為弧形板狀結構，且上面分布有氣體通孔，氣體分布器設於儲油槽與換熱管之間且弧形凹面朝向儲油槽的方向，氣體分布器與儲油槽之間留有間隙。

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。

現有技術中冷卻器內不設置氣體分布器，乾淨的壓縮氣體從過濾器出來後沿筒體內壁向換熱管方向流動，氣流主要在靠近筒體內壁處的換熱管殼程部發生熱交換冷卻，最後冷卻的高壓低溫壓縮氣由出氣口排出送往使用終端設備。這樣存在氣體冷卻分布不均勻影響冷卻效率的問題，且位於筒體軸向中心部分的換熱管利用率低，導致冷卻效率低且增加運行成本。通過在換熱管和儲油槽之間增設弧形板狀的氣體分布器，使得筒體上部內壁、氣體分布器、過濾器外壁和儲油槽下部外壁之間形成類似環狀的氣體通道，有利於淨化後的氣體在通道內流通實現再分布，通過氣體通孔流入換熱管殼程進行冷卻。從而提高換熱管的利用率，並增加了冷卻器對氣體的冷卻效率。

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通過氣體分布器分散作用擴散進入筒體內下部的換熱管間，冷卻介質在換熱管內流動對乾淨的壓縮氣體進行冷卻使壓縮氣體冷卻為高壓低溫壓縮氣從出氣口排出。

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。

一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置還包括擋板，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。

所述氣體通孔在氣體分布器弧形凹面處到徑向兩邊由密逐漸變稀。

通過使氣體通孔在氣體分布器弧形凹面處到徑向兩邊由密逐漸變稀的設計，氣流在沿筒體內壁流動時在氣體分布器上遇到的氣體通孔較少，可減少氣體通過量，部分遇阻的氣流向氣體分布器凹面中心移動由氣體通孔通過進入筒體軸向中心位置的換熱管殼程進行冷卻。因此通過氣體分布器上氣體通孔疏密分布的變化改變氣體流向，使氣體均勻進入換熱管殼程進行冷卻，提高了冷卻效率。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明是一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，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、本發明是一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，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、本發明是一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，通過氣體分布器和氣體通孔疏密的分布設計，有利於淨化後的氣體均勻通過換熱管進行冷卻，提高了換熱管的利用率，增加了冷卻效率；

4、本發明是一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，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。

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為本發明氣體分布器結構示意圖；

圖4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-出氣口，6-冷卻介質進口，7-過濾器，8-折流板，801-橫杆，802-劣弧形板，9-支撐板，10-擋板，11-儲油槽，12-回油管，13-氣體分布器，14-油通孔，15-換熱管，16-氣體通孔。

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和圖2所示，本發明為一種用於空壓機的同步油分離與冷卻裝置，包括筒體2，筒體2內下部設有列管換熱管14，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。蓋板3上設有冷卻介質進口6和冷卻介質出口4，筒體2上部且位於筒體2軸向中心處設有進氣管1，在筒體2下部設有出氣口5。

筒體2內還包括儲油槽11、折流板8、過濾器7和兩個支撐板9。支撐板9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11、折流板8和過濾器7由下到上依次設置於兩個支撐板9之間，儲油槽11和折流板8焊接固定於兩個支撐板9上。過濾器7由兩塊設有通孔的弧形板狀之間固定濾芯過濾器構成，過濾器7與筒體2軸向平行的弧形邊緣開設凹槽，將儲油槽11與筒體2軸向平行的弧形邊緣插入過濾器7的凹槽內再通過螺栓將過濾器7與儲油槽11固定，實現過濾器7與儲油槽11可拆卸安裝，方便過濾器7的清洗更換，最後設置在儲油槽11內凹處的回油管12將油返回壓縮機機頭潤滑系統中。折流板8由若干角度為90°劣弧形板802通過橫杆801固定構成，如圖4所示，折流板8與筒體2軸向平行的兩邊焊接固定於儲油槽11上。還包括擋板10，擋板10通過兩個支撐板9固定，且位於儲油槽11和進氣管1的出口之間，擋板10均勻布有若干通孔13。

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7、折流板8通入儲油槽11上方。

冷卻器還包括氣體分布器13，如圖3所示，氣體分布器13為弧形板狀結構，且上面分布有氣體通孔16，氣體通孔16在氣體分布器13弧形凹面處到徑向兩邊由密逐漸變稀。氣體分布器13與筒體2軸向平行的兩端焊接在筒體2的內壁上，在筒體2軸向的兩端與蓋板3密封接觸，且氣體分布器13的弧形凹面朝向儲油槽11的方向，氣體分布器13與儲油槽11之間留有間隙。

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。