一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，包括轉子式壓縮機、冷卻器、換熱器，所述轉子式壓縮機下部的油池處設置出油口，所述出油口通過第一管道與冷卻器的Ⅰ路進口相連接，所述冷卻器的Ⅰ路出口通過第二管道與換熱器的進口相連接，所述換熱器的出口通過第三管道與冷卻器的Ⅱ路進口相連接，所述冷卻器的Ⅱ路出口通過第四管道與三通管件相連接，所述三通管件的另外兩個端口分別與吸氣口、氣缸相連接。該冷卻系統(tǒng)以潤滑油為冷卻介質，循環(huán)工作，依次冷卻轉子式壓縮機的殼體及氣缸，有效降低了轉子式壓縮機工作時的溫度，使壓縮機運行更加安全、穩(wěn)定。
【專利說明】
一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系 統(tǒng)的技術領域。
【背景技術】
[0002] 低溫制冷領域中使用的大量GM制冷機是采用高壓氦氣膨脹而獲得低溫，為了得到 2MPa左右的高壓氦氣，需要使用氦氣壓縮機。目前市場上有渦旋式氦氣專用壓縮機、活塞式 氦氣專用壓縮機可以選用，也有使用空調渦旋壓縮機、空調活塞壓縮機改制的氦氣壓縮機， 不同于空調制冷劑的壓縮，氦氣壓縮要專門設計冷卻系統(tǒng)以解決壓縮機的過熱問題，需將 空調用的壓縮機配上冷卻系統(tǒng)，以控制壓縮機的電機溫度、氣缸溫度使壓縮機安全、穩(wěn)定運 行。對改制的空調壓縮機而言，一般活塞式壓縮機適用200w~600w的功率范圍，轉子式壓縮 機適用700w~2000w的功率范圍，渦旋式壓縮機適用2000w~15000?的功率范圍?；钊娇?調壓縮機壓縮氦氣的冷卻系統(tǒng)通常是:增加油栗及氦氣入口處增加潤滑油噴霧嘴，同時在 氣缸殼體外側纏繞水冷卻器以冷卻壓縮機；渦旋式空調壓縮機壓縮氦氣的冷卻系統(tǒng)通常 是:通過增加油路循環(huán)，將冷卻的潤滑油去冷卻處于壓縮過程中的氦氣。由于轉子式壓縮機 不同于渦旋式壓縮機、活塞式壓縮機的結構，其冷卻系統(tǒng)與兩者有不同，已經公開的做法是 借用活塞式空調壓縮機改制氦氣壓縮機冷卻方法，在壓縮機外面纏繞水冷卻管路，同時將 高壓氦氣、油蒸汽管路及氣缸處的高溫潤滑油引出的管路纏繞在水冷卻管路外側被冷卻。 該種公開的做法實際上是通過水冷管對殼體的冷卻來帶走大部分的熱量，需要增加冷卻水 循環(huán)系統(tǒng)，纏繞的冷卻水管路的換熱面積會受到壓縮機殼體的尺寸限制，并且制作的壓縮 機體積龐大，外側的油氣管路易受到壓縮機本身的振動影響，影響其與水管路的接觸從而 影響換熱性能。因此該種公開做法改制的壓縮機會存在壓縮機工作溫度仍然較高，或者其 纏繞的冷卻水管路龐大等問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了解決轉子式壓縮機直接壓縮氦氣時壓縮機過熱的問題，提供 一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，使轉子式壓縮機安全、穩(wěn)定的運行。
[0004] 本發(fā)明采用的技術方案如下：一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，包 括轉子式壓縮機、冷卻器、換熱器，所述轉子式壓縮機下部的油池處設置出油口，所述出油 口通過第一管道與冷卻器的I路進口相連接，所述冷卻器的I路出口通過第二管道與換熱器 的進口相連接，所述換熱器的出口通過第三管道與冷卻器的Π 路進口相連接，所述冷卻器 的Π 路出口通過第四管道與三通管件相連接，所述三通管件的其他兩個端口，一個端口通 過第五管道與吸氣口相連接，另一端口與氣缸相連接。
[0005] 進一步的，所述換熱器可采用金屬管路纏繞在壓縮機殼體上來實現(xiàn)，形成繞管式 換熱器;也可采用金屬圓筒嵌套在壓縮機殼體外側來實現(xiàn)，形成套管式換熱器。
[0006] 進一步的，所述第一管道上設置油過濾器I。
[0007] 進一步的，所述第四管道上依次設置油過濾器π、毛細管。
[0008] 進一步的，所述冷卻器的冷卻方式可采用風冷、水冷或其他冷卻方式。
[0009] 一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)工作時，轉子式壓縮機下部油池中 的潤滑油從出油口流出，通過第一管道經油過濾器I過濾后，由冷卻器的I路進口進入冷卻 器，潤滑油在冷卻器中被冷卻后，由冷卻器的I路出口通過第二管道流入換熱器，對轉子式 壓縮機的殼體外表面進行冷卻，此時潤滑油的溫度升高。升溫后的潤滑油經換熱器的出口 通過第三管道由冷卻器的Π 路進口進入冷卻器，潤滑油再次被冷卻，冷卻后的潤滑油通過 第四管道經油過濾器II過濾、毛細管節(jié)流后，經三通管件與通過第五管道從吸氣口進入的 氦氣混合后，一起流入轉子式壓縮機的氣缸，冷卻壓縮中的氦氣及氣缸后返回油池。該冷卻 系統(tǒng)以潤滑油作為冷卻介質，利用轉子式壓縮機出油口與吸氣口的壓差驅動潤滑油循環(huán)工 作，依次冷卻轉子式壓縮機的殼體及氣缸，從而使轉子式壓縮機運行安全、穩(wěn)定。
[0010] 本發(fā)明的有益效果： 1. 本發(fā)明與現(xiàn)有的轉子式氦氣壓縮機相比，其冷卻系統(tǒng)不受壓縮機尺寸的限制，并且 充分利用了潤滑油的冷卻作用，因此本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)溫度更低，油路及氦氣路的冷卻不 受壓縮機振動的影響，冷卻性能穩(wěn)定;與現(xiàn)有的渦旋式氦氣壓縮機相比，在油路中增加繞管 式換熱器或套管式換熱器，對壓縮機外殼進行冷卻，壓縮機運行更加安全、穩(wěn)定;與現(xiàn)有的 活塞式空調壓縮機改制相比，減少了油栗及噴油裝置，結構緊湊、降低了能耗； 2. 本發(fā)明通過引出轉子式壓縮機自身內部的潤滑油，經冷卻器兩次冷卻后依次冷卻 壓縮機的殼體及氣缸，整個系統(tǒng)結構更加緊湊、同時利用轉子式壓縮機出油口與吸氣口的 壓差驅動潤滑油循環(huán)工作，不增加額外功耗。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0012] 其中：1.轉子式壓縮機；2.換熱器;3. II路進口； 4.冷卻器;5. II路出口； 6.1路出 口； 7. I路進口； 8.油過濾器I;9.出油口； 10.油池；11.氣缸；12.油過濾器Π ; 13.毛細管； 14.吸氣口； 15.第五管道；16.三通管件；17.第一管道；18.第二管道；19.第三管道;20.第四 管道。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合說明書附圖及實施例對本發(fā)明轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)做 進一步詳細的說明。
[0014] 如圖1所示，一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)主要包括轉子式壓縮 機1、冷卻器4、換熱器2,所述轉子式壓縮機1的油池10下部設置出油口 9,所述出油口 9通過 第一管道17與冷卻器4的I路進口 7相連接，第一管道17上設置油過濾器18,所述冷卻器4的I 路出口 6通過第二管道18與換熱器2的進口相連接，所述換熱器2的出口通過第三管道19與 冷卻器4的Π 路進口 3相連接，所述冷卻器4的Π 路出口 5通過第四管道20與三通管件16相連 接，第四管道20上依次設置油過濾器Π 12、毛細管13,所述三通管件16的其他兩個端口，一 個端口通過第五管道15與吸氣口 14相連接、另一端口與氣缸11相連接。
[0015] 本發(fā)明的換熱器2采用金屬管路纏繞在轉子式壓縮機1殼體上來實現(xiàn)。
[0016]本發(fā)明冷卻器4的冷卻方式采用風冷方式。
[0017] 本發(fā)明工作時，轉子式壓縮機1下部油池10中的潤滑油從出油口9流出，通過第一 管道17經油過濾器18過濾后，由冷卻器4的I路進口 7進入冷卻器4。潤滑油在冷卻器4中被冷 卻后，由冷卻器4的I路出口 6通過第二管道18流入換熱器2,對轉子式壓縮機1的殼體外表面 進行冷卻，此時潤滑油的溫度升高，升溫后的潤滑油經換熱器2的出口通過第三管道19由冷 卻器4的Π 路進口3進入冷卻器4,潤滑油再次被冷卻。冷卻后的潤滑油通過第四管道20經油 過濾器1112過濾、毛細管13節(jié)流后，經三通管件16與通過第五管道15從吸氣口 14進入的氦 氣混合，一起流入轉子式壓縮機1的氣缸11，冷卻壓縮中的氦氣及氣缸后返回油池10。該冷 卻系統(tǒng)以潤滑油作為冷卻介質，利用轉子式壓縮機1的出油口 9與吸氣口 14之間的壓差驅動 潤滑油循環(huán)工作，依次冷卻轉子式壓縮機1的殼體及氣缸11，從而使壓縮機運行安全、穩(wěn)定。
[0018] 本發(fā)明的有益效果： 1.本發(fā)明與現(xiàn)有的轉子式氦氣壓縮機相比，其冷卻不再受壓縮機尺寸的限制，并且充 分利用了潤滑油的冷卻作用，因此本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)溫度更低，油路的冷卻不受壓縮機振 動的影響，冷卻性能穩(wěn)定;與現(xiàn)有的渦旋式氦氣壓縮機冷卻方案相比，增加了油路對殼體的 冷卻，極大的保護了壓縮機安全穩(wěn)定運行;與現(xiàn)有的活塞式空調壓縮機冷卻方案相比，減少 了油栗及噴油裝置，結構緊湊、降低了能耗； 2.本發(fā)明通過引出轉子式壓縮機自身內部的潤滑油，經冷卻器兩次冷卻后，依次冷卻 壓縮機的殼體及氣缸，整個系統(tǒng)結構更加緊湊、同時利用轉子式壓縮機出油口與吸氣口之 間的壓差驅動潤滑油循環(huán)，不增加額外功耗。
[0019] 本發(fā)明使用的測試結果見表1。
[0020] 以上結合附圖及具體技術方案對本發(fā)明做了詳細說明，本領域中的普通技術人員 可根據上述說明做出各種變化例。因而，具體技術方案中的某些細節(jié)不應構成對本發(fā)明的 限定，本發(fā)明將以所附權利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，包括轉子式壓縮機、冷卻器、換熱 器，其特征在于:所述轉子式壓縮機下部的油池處設置出油口，所述出油口通過第一管道與 冷卻器的I路進口相連接，所述冷卻器的I路出口通過第二管道與換熱器的進口相連接，所 述換熱器的出口通過第三管道與冷卻器的Π 路進口相連接，所述冷卻器的Π 路出口通過第 四管道與三通管件相連接，所述三通管件的其他兩個端口，一個端口通過第五管道與吸氣 口相連接、另一端口與氣缸相連接。2. 根據權利要求1所述的用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述 換熱器可采用金屬管路纏繞在壓縮機殼體上來實現(xiàn)，形成繞管式換熱器;也可采用金屬圓 筒嵌套在壓縮機殼體外側來實現(xiàn)，形成套管式換熱器。3. 根據權利要求1所述的用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述 第一管道上設置油過濾器I。4. 根據權利要求1所述的用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述 第四管道上依次設置油過濾器Π 、毛細管。5. 根據權利要求1所述的用于轉子式壓縮機壓縮氦氣的油冷卻系統(tǒng)，其特征在于:所述 冷卻器的冷卻方式可采用風冷、水冷或其他冷卻方式。
【文檔編號】F04C29/04GK105937495SQ201610388664
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月6日
【發(fā)明人】王立智, 李奧, 高金林, 葛金宏, 陳杰
【申請人】中船重工鵬力（南京）超低溫技術有限公司