一種動力機械的潤滑系統的製作方法

2023-09-22 02:41:40 2

專利名稱：一種動力機械的潤滑系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及動力機械的潤滑系統，尤其是潤滑系統的控制方法和控制系統及控制供油的蓄壓供油器。
背景技術：
動力機械是將自然界的能量轉變成機械能或電能的動力裝置，其對人類社會的發展起著舉足輕重的作用。目前，很多研發出的新型動力機械還未配有理想的潤滑系統，這對機械主運動部件之間的摩擦和散熱十分不利，嚴重影響了動力機械的功率輸出。因此，對於所有的動力機械來說，潤滑系統尤為重要。油潤滑的方法一般包括人工加油潤滑、滴油潤滑和油繩潤滑、油環和油鏈潤滑、浸油潤滑和飛濺潤滑、油霧潤滑、壓力供油潤滑。人工加油潤滑是用油壺、油槍直接向需要潤滑零件的油孔中注油，而動力機械密封要求較高，不可能在機殼上設計油孔和油道，所以不便採用人工加油潤滑的方法。滴油潤滑和油繩潤滑需要在動力機械的外殼附加油杯，這將影響動力機械的結構設計，並且滴油潤滑和油繩潤滑的潤滑油量較少，不能滿足動力機械的潤滑需求。油環和油鏈潤滑是在軸上掛一油環或油鏈，環或鏈的下部浸在油池內，利用軸轉動時的摩擦力，帶動油環或油鏈旋轉，將浸在油池中的潤滑油帶到軸頸上潤滑摩擦表面，這種方法不適合齒輪間的潤滑。浸油潤滑和飛濺潤滑都需要潤滑零件浸入油池中，零件轉動時將潤滑油帶到潤滑部位，很多傳動機構都不適合採用此種潤滑方法。油霧潤滑是以壓縮空氣為動力，使潤滑油霧化，經管道輸送到潤滑部位，雖然有潤滑效果均勻，散熱效果好等優點，但是在油霧潤滑排出的氣體中，含有部分懸浮的微小油粒，對人體的健康有害。壓力供油潤滑是指用油泵和管道將潤滑油輸送到潤滑部位。主要優點是供油量充分，流動的潤滑油可以帶走摩擦熱，還可以把摩擦表面的金屬顆粒衝走並過濾掉。本實用新型為動力機械提供了一種供油量可調的壓力供油潤滑系統。

實用新型內容本實用新型的目的是為動力機械提供一種通用的潤滑系統，解決動力機械潤滑和散熱問題，當動力機械運行工況變化時，此潤滑系統能自行調節供油量，使動力機械工作在最佳運行條件下。本實用新型採用如下技術方案動力機械潤滑系統，其包括供油組、控制組。所述的供油組，包括動力機械、油分離器、冷凝器、儲油罐、供油泵、濾清器、蓄壓供油器、限壓閥、噴油嘴；其中動力機械的出口與油分離器的進口相連，油分離器的出口與冷凝器的熱源進口相連，冷凝器的熱源出口與儲油罐的回液口相連，儲油罐的出口與供油泵的進口相連，供油泵的出口與濾清器的進口相連，濾清器的出口與蓄壓供油器的進油孔相連，蓄壓供油器的出油口與噴油嘴相連，限壓閥與蓄壓供油器的回油孔和儲油罐相連；[0009]所述的控制組，包括控制單元、冷卻風扇、壓力傳感器1、液位傳感器、壓力傳感器
I1、溫度傳感器、報警燈、蓄壓供油器中的電磁鐵；其中控制單元與冷卻風扇相連，冷卻風扇安裝在冷凝器後面，控制單元與壓力傳感器I相連，壓力傳感器I安裝在動力機械低壓端，控制單元與液位傳感器相連，液位傳感器安裝在動力機械機殼底部，控制單元與壓力傳感器II相連，壓力傳感器II安裝在蓄壓腔的側壁上，控制單元與溫度傳感器相連，溫度傳感器安裝在儲油罐上，控制單元與報警燈相連，控制單元與蓄壓供油器中的電磁鐵相連。所述的蓄壓供油器包括電磁鐵、出油口、移動滑塊、彈簧、回油孔、通孔、進油孔、蓄壓腔、出油孔、移動滑塊通孔，其中電磁鐵安裝在蓄壓供油器上與安裝壓力傳感器II的側壁相對的側壁上，出油口在蓄壓供油器的最上方，並與噴油嘴相連，移動滑塊與彈簧相連，彈簧安裝在蓄壓供油器與安裝壓力傳感器II相同的一側，移動滑塊上有兩個移動滑塊通孔，回油孔、通孔在蓄壓腔上與安裝壓力傳感器II相同，回油孔與限壓閥相連，通孔用於安裝壓力傳感器II，進油孔在蓄壓腔的下側，出油孔在蓄壓腔的上側，當電磁鐵吸合移動滑塊時，出油口(18)、移動滑塊通孔、出油孔三者連通。動力機械潤滑系統的控制方法(如圖3所示)，包括潤滑油供給程序和油量調節程序，打開供油泵和控制單元，供油泵開始向蓄壓供油器的蓄壓腔中供潤滑油，蓄壓腔的出油孔被移動滑塊堵住，所以蓄壓腔中的壓力會逐漸增大，控制單元檢測由壓力傳感器I測的動力機械低壓端的壓力和壓力傳感器II測的蓄壓腔中的壓力，判斷蓄壓腔中的壓力是否大於動力機械低壓端的壓力，如果蓄壓腔的壓力小於動力機械低壓端的壓力，控制單元不會給電磁鐵通電，供油泵繼續給蓄壓供油器供油，使蓄壓腔中潤滑油的壓力繼續增加，當蓄壓腔的壓力大於動力機械低壓端的壓力，且壓力差增至為0. 2bar時(此為啟動壓力差)，控制單元給蓄壓供油器的電磁鐵通電吸合移動滑塊，此時蓄壓腔和蓄壓供油器的出油口通過移動滑塊通孔被連通，蓄壓供油器開始向動力機械供油，控制單元接收動力機械中液位傳感器的信號，判斷動力機械底部潤滑油液位是否大於10mm，如果潤滑油液位已經達到10mm，控制單元繼續執行原有供油命令，如果潤滑油液位未達到10_，控制單元更改啟動壓力差值(此差值決定是否給電磁鐵通電)，在原有壓力差的基礎上加0. 2bar，這時蓄壓腔與動力機械低壓端的壓力差仍然為0. 2bar,而啟動壓力差已經被改為0. 4bar (0. 2bar+0. 2bar),所以控制單元切斷電磁鐵供電，蓄壓供油器的移動滑塊通過彈簧的拉力歸位，將蓄壓腔的出油孔堵住，蓄壓供油器的蓄壓腔繼續蓄壓，使蓄壓腔中的壓力繼續增高，從而提高蓄壓腔與動力機械低壓端之間的壓力差，當蓄壓腔與動力機械低壓端之間的壓力差達到更改後的啟動壓力差值時，控制單元給電磁鐵通電，吸合移動滑塊，使出油口、移動滑塊通孔、出油孔相互連通，繼續為動力機械供油，如此循環，直至動力機械機殼底部的潤滑油液位達到IOmm為止，壓力差越大潤滑油流速越大，單位時間內供油量越多，這是本系統調節供油量的基本原理。動力機械潤滑系統的控制方法，所述限壓閥一端與蓄壓供油器的回油孔相連，一端與儲油罐相連，當動力機械出現異常時，其低壓端壓力急劇增加，蓄壓供油器和系統管路中的壓力也會隨之增加，當蓄壓供油器的蓄壓腔中的壓力大於2. OMPa時，限壓閥打開，蓄壓腔中的潤滑油通過限壓閥流回儲油罐，確保供油系統安全工作。動力機械潤滑系統的控制方法，包括監測功能，所述控制單元接收安裝在動力機械上壓力傳感器1、液位傳感器和安裝在儲油罐上溫度傳感器的信號，當壓力大於3. OMPa,液位高於15_，溫度大於100°C時，控制單元給報警燈輸送報警信號，報警燈閃爍並發出鳳鳴聲，從而判斷動力機械是否正常運行。動力機械潤滑系統的控制方法，包括油溫控制功能，所述控制單元接收溫度傳感器的信號，當油溫超過40°C時，控制單元給冷卻風扇發出開啟命令，冷卻風扇打開給潤滑油降溫，當油溫低於30°C時，控制單元給冷卻風扇發出關閉命令，冷卻風扇關閉，從而實現潤滑油溫度控制功能。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和有益效果1.動力機械是一種新型的膨脹機機械，沒有理想的潤滑系統，本潤滑系統則是一種新型的潤滑結構。2.本潤滑系統是一種壓力供油系統，它可以有效地解決動力機械的潤滑問題和散熱問題。3.本潤滑系統可根據動力機械的不同運行工況調整供油組給動力機械提供的潤
滑油量。4.本潤滑系統裝有冷卻風扇，可以控制潤滑油的溫度，確保動力機械正常運行。5.本潤滑系統裝有報警燈，可以監控動力機械的運行情況。6.本潤滑系統在蓄壓供油器和儲油罐之間安裝一個限壓閥，當蓄壓供油器的蓄壓腔中的壓力大於限壓閥的壓力時，限壓閥開啟使高壓潤滑油流回儲油罐中，確保潤滑系統正常工作。

圖1是動力機械潤滑系統和控制方法的示意圖；圖2是蓄壓供油器的剖面圖；圖3是供油及調節供油量的流程圖。圖中1_動力機械；2_油分離器；3_冷凝器；4_儲油罐；5_供油泵；6_濾清器；7-蓄壓供油器；8_限壓閥；9_控制單元；10_冷卻風扇；11_壓力傳感器I ;12_液位傳感器；13-壓力傳感器II ;14_溫度傳感器；15-報警燈；16-噴油嘴；17-電磁鐵；18-出油口 ；19-移動滑塊；20_彈簧；21_回油孔；22_通孔；23_進油孔；24_蓄壓腔；25_出油孔；26_移動滑塊通孔。
具體實施方式
本實用新型為動力機械提供一種理想的潤滑系統，並提出控制方法，圖1是整個系統的結構示意圖。圖1中的粗箭頭線表示工作工質的流向。工質蒸汽在動力機械中膨脹做功，並與潤滑油混合，混有潤滑油的工質蒸汽從膨脹機排氣口排除，通過油分離器進口流入油分離器，在油分離器中潤滑油和工質蒸汽被分離，工質蒸汽從油分離器的出口流出，潤滑油被留在油分離器底部，當潤滑油液面高過油分離器中部的浮球閥時，浮球閥被打開，潤滑油流入冷凝器，在冷凝器中潤滑油被冷卻，然後流回儲油罐。圖1中的實線表示潤滑油路。供油組的部件通過油路連接，連接關係如下儲油罐與供油泵相連，供油泵與濾清器相連，濾清器與蓄壓供油器相連，蓄壓供油器與噴油嘴相連，噴油嘴安裝在動力機械的低壓端，動力機械與油分離器相連，油分離器與冷凝器相連。當系統工作時，潤滑油流進供油泵，供油泵給潤滑油加壓後送入蓄壓供油器的蓄壓腔中，當蓄壓腔中的壓力大於動力機械低壓端壓力，且壓力差為0. 2bar時，控制單元發出指令，接通電磁鐵，這時蓄壓供油器開始向噴油嘴輸送潤滑油，噴油嘴將潤滑油噴入膨脹機中，潤滑油和工質蒸汽一起流出動力機械，進入油分離器，在油分離器中潤滑油和工質蒸汽被分離，經過冷凝器流回儲油罐。圖1中限壓閥的一個接口與蓄壓供油器的回油孔相連，另一個接口與儲油罐相連，其組成的油路是系統的保護迴路。當動力機械漏氣或工作條件惡劣時，其低壓端的壓力可能劇增，這時蓄壓供油器的蓄壓腔中的壓力會隨之增加，為了保護油路和供油泵，當蓄壓腔中的壓力大於限壓閥設定壓力(2MPa)時，限壓閥開啟，使潤滑油流回儲油罐，降低蓄壓腔和系統中油路的油壓。圖1中的虛線表示信號線。控制組的部件通過信號線連接，連接關係如下動力機械低壓端的壓力傳感器I與控制單元相連，蓄壓供油器的蓄壓腔中的壓力傳感器II與控制單元相連，動力機械中的液位傳感器與控制單元相連，儲油罐中的溫度傳感器與控制單元相連，蓄壓供油器的電磁鐵通過數據線與控制單元相連，冷卻風扇與控制單元相連，控制單元上安裝一報警燈。當系統開始工作時，控制單元接收來自壓力傳感器1、壓力傳感器II和液位傳感器的信號，控制單元通過分析，判斷是否接通電磁鐵，當控制單元給電磁鐵發出接通指令時，電磁鐵吸合移動滑塊，此時，出油口、移動滑塊通孔、出油孔三者連通，蓄壓供油器給動力機械供油。圖1中的控制單元、溫度傳感器和冷卻風扇組成一個自動冷卻系統。系統工作時，溫度傳感器時刻檢測潤滑油的溫度，當潤滑油溫度高於控制單元中的設定值(40°C)時，控制單元啟動冷卻風扇，給通過冷凝器的潤滑油冷卻降溫。圖1中的控制單元、壓力傳感器1、溫度傳感器、液位傳感器和報警燈組成一個報警系統。系統工作時，壓力傳感器I檢測動力機械低壓端的壓力，溫度傳感器檢測潤滑油的溫度，液位傳感器檢測動力機械機殼底部的液位高度，當壓力傳感器I檢測到的壓力超過3. OMPa、溫度傳感器檢測到的潤滑油溫度超過100°C、液位傳感器檢測到的液位高於15_時，說明此時動力機械或潤滑系統運轉不正常，這時報警燈被點亮，提示工作人員採取相應措施。圖2是本實用新型設計的蓄壓供油器的剖面圖。蓄壓供油器由電磁鐵、出油口、移動滑塊、彈簧、回油孔、通孔、進油孔、蓄壓腔、出油孔、移動滑塊通孔組成，其中電磁鐵安裝在蓄壓供油器的左側、出油口在蓄壓供油器的最上方，並與噴油嘴相連，移動滑塊與彈簧相連，彈簧安裝在蓄壓供油器的右側，移動滑塊上有兩個移動滑塊通孔，回油孔、通孔在蓄壓腔右側，回油孔與限壓閥相連，通孔用於安裝壓力傳感器II，進油孔在蓄壓腔的下側，出油孔在蓄壓腔的上側。系統運行時，潤滑油從進油孔流入蓄壓腔，在蓄壓腔中蓄壓。兩個出油口、蓄壓腔上的兩個出油孔和移動滑塊中兩個通孔的直徑相同。當蓄壓供油器蓄壓不供油時，移動滑塊受彈簧拉力處於右側，這三個孔相互不通。當電磁鐵通電時，電磁力克服彈簧拉力將移動滑塊吸合，出油口、出油孔和移動滑塊中兩個通孔相互連通，蓄壓供油器開始向動力機械供油。圖3是本實用新型設計的供油及供油量調節的流程圖。打開打開供油泵和控制單元，供油泵開始向蓄壓供油器的蓄壓腔中供潤滑油，蓄壓腔的出油孔被移動滑塊堵住，所以蓄壓腔中的壓力會逐漸增大，控制單元檢測由壓力傳感器I測的動力機械低壓端的壓力和壓力傳感器II測的蓄壓腔中的壓力，判斷蓄壓腔中的壓力是否大於動力機械低壓端的壓力，如果蓄壓腔的壓力小於動力機械低壓端的壓力，控制單元不會給電磁鐵通電，供油泵繼續給蓄壓供油器供油，使蓄壓腔中潤滑油的壓力繼續增加，當蓄壓腔的壓力大於動力機械低壓端的壓力，且壓力差增至為0. 2bar時(此為啟動壓力差)，控制單元給蓄壓供油器的電磁鐵通電吸合移動滑塊，此時蓄壓腔和蓄壓供油器的出油口通過移動滑塊通孔被連通，蓄壓供油器開始向動力機械供油，控制單元接收動力機械中液位傳感器的信號，判斷動力機械底部潤滑油液位是否大於10mm，如果潤滑油液位已經達到10mm，控制單元繼續執行原有供油命令，如果潤滑油液位未達到10_，控制單元更改啟動壓力差值(此差值決定是否給電磁鐵通電)，在原有壓力差的基礎上加0. 2bar，這時蓄壓腔與動力機械低壓端的壓力差仍然為0. 2bar,而啟動壓力差已經被改為0. 4bar (0. 2bar+0. 2bar),所以控制單元切斷電磁鐵供電，蓄壓供油器的移動滑塊通過彈簧的拉力歸位，將蓄壓腔的出油孔堵住，蓄壓供油器的蓄壓腔繼續蓄壓，使蓄壓腔中的壓力繼續增高，從而提高蓄壓腔與動力機械低壓端之間的壓力差，當蓄壓腔與動力機械低壓端之間的壓力差達到更改後的啟動壓力差值時，控制單元給電磁鐵通電，吸合移動滑塊，使出油口、移動滑塊通孔、出油孔相互連通，繼續為動力機械供油，如此循環，直至動力機械機殼底部的潤滑油液位達到IOmm為止，壓力差越大潤滑油流速越大，單位時間內供油量越多，這是本系統調節供油量的基本原理。因為本實用新型設計的方案是供油量從最小開始，逐漸增加，所以系統在正常工作時不存在供油過多的問題。
權利要求1.動力機械的潤滑系統，包括供油組、控制組，其特徵在於所述的供油組，包括動力機械(I)、油分離器(2)、冷凝器(3)、儲油罐(4)、供油泵(5)、 濾清器(6)、蓄壓供油器(7)、限壓閥(8)、噴油嘴(16);其中動力機械(I)的出口與油分離器(2)的進口相連，油分離器(2)的出口與冷凝器(3)的熱源進口相連，冷凝器(3)的熱源出口與儲油罐(4)的回液口相連，儲油罐(4)的出口與供油泵(5)的進口相連，供油泵(5)的出口與濾清器(6)的進口相連，濾清器(6)的出口與蓄壓供油器(7)的進油孔(23)相連，蓄壓供油器(7)的出油口(18)與噴油嘴(16)相連，限壓閥(8)與蓄壓供油器(7)的回油孔(21) 和儲油罐(4)相連；所述的控制組，包括控制單元(9)、冷卻風扇(10)、壓力傳感器I (11)、液位傳感器 (12)、壓力傳感器II (13)、溫度傳感器(14)、報警燈(15)、蓄壓供油器(7)中的電磁鐵(17); 其中控制單元(9)與冷卻風扇(10)相連，冷卻風扇(10)安裝在冷凝器(3)後面，控制單元(9)與壓力傳感器I (11)相連，壓力傳感器I (11)安裝在動力機械(I)低壓端，控制單元(9)與液位傳感器(12)相連，液位傳感器(12)安裝在動力機械(I)機殼底部，控制單元(9) 與壓力傳感器II (13)相連，壓力傳感器II (13)安裝在蓄壓腔(24)的側壁上，控制單元(9) 與溫度傳感器(14)相連，溫度傳感器(14)安裝在儲油罐(4)上，控制單位(9)與報警燈(15) 相連，控制單位(9)與蓄壓供油器(7)中的電磁鐵(17)相連。
2.根據權利要求1所述的動力機械潤滑系統，其特徵在於所述的蓄壓供油器(7)包括電磁鐵(17)、出油口(18)、移動滑塊(19)、彈簧(20)、回油孔(21)、通孔(22)、進油孔(23)、 蓄壓腔(24)、出油孔(25)、移動滑塊通孔(26)，其中電磁鐵(17)安裝在蓄壓供油器(7)上與安裝壓力傳感器II (13)的側壁相對的側壁上，出油口(18)在蓄壓供油器(7)的最上方， 並與噴油嘴(16)相連，移動滑塊(19)與彈簧(20)相連，彈簧(20)安裝在蓄壓供油器(7) 與安裝壓力傳感器II (13)相同的一側，移動滑塊(19)上有兩個移動滑塊通孔(26)，回油孔(21)、通孔(22)在蓄壓腔(24)上與安裝壓力傳感器II (13)相同，回油孔(21)與限壓閥 (8)相連，通孔(22)用於安裝壓力傳感器II (13)，進油孔(23)在蓄壓腔(24)的下側，出油孔(25)在蓄壓腔(24)的上側，當電磁鐵(17)吸合移動滑塊(19)時，出油口(18)、移動滑塊通孔(26)、出油孔(25)三者連通。
專利摘要動力機械的潤滑系統，涉及潤滑系統領域。該系統由供油組和控制組兩部分構成。供油組包括動力機械、油分離器、冷凝器、儲油罐、供油泵、濾清器、蓄壓供油器、限壓閥、噴油嘴。其中蓄壓供油器包括出油口、移動滑塊、彈簧、回油孔、通孔、進油孔、蓄壓腔、出油孔、移動滑塊通孔組成。控制組包括控制單元、冷卻風扇、壓力傳感器Ⅰ、液位傳感器、壓力傳感器Ⅱ、溫度傳感器、報警燈、電磁鐵。上述系統適用於任何工況下的動力機械，當動力機械變工況運行時，其可以自行調節供油量和潤滑油溫度，確保動力機械工作在最佳潤滑條件下。該系統具備對動力機械的監測功能，檢測動力機械是否正常工作。
文檔編號F16N39/02GK202868265SQ201220551509
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者楊凱, 張紅光, 張健, 範伯元 申請人:北京工業大學