一种用于空压机的同步油分离与冷却装置的制作方法

本发明涉及一种铝合金型材加工用辅助设备，具体涉及一种用于空压机的同步油分离与冷却装置。

背景技术：

铝型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制、挤出、铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。其中铝型材即铝合金型材，由于其质量较轻、使用轻便和优良的抗腐蚀性而深受大家欢迎。铝型材加工设备主要包括双头锯和单头锯，用于切割主料；角码锯，用于切割角件，连接件之类的配件小料；组角机，配合小料将主料组合成窗框架；断面铣，用于深加工T连接的料型，主要是中梃；冲床，用于深加工所有材料涉及的孔，如注胶孔，排水孔等。然而这些设备都需要气动工具及气源装置的参与，比如所有材料的压紧以及进给。气源装置主要指空气压缩站内的装置，包括空气压缩机、冷却器、油分离器和气罐等。大规模的铝型材工业生产中普遍用空气压缩机为螺杆压缩机，噪音小，效果好，还可以选用气动电钻。螺杆压缩机可分为干式和湿式两种，干式即工作腔中不喷油，压缩气体不会被污染，湿式是指工作腔中喷入润滑油以冷却被压缩气体，改善密封，并可润滑阴、阳转子和轴承，实现自身传动。在压缩机工作过程中，从空压机机头出来的高温高压气体会夹带大大小小的油滴，过多的润滑油随压缩气体进入冷却器后，就会增加热阻，降低换热器的传热性能，降低换热器的使用寿命，增加维护成本，甚至携带润滑油的压缩气体到达使用终端，会影响铝型材加工效果，污染加工铝型材部件。

因此在压缩机和冷却器之间设置油分离器，将压缩气体中的润滑油分离出来，减少润滑油进入冷却器、使用终端产生不利影响。由于在气源装置中外置的油气分离器存在管路复杂、系统庞大、压降较大等问题，现有技术中使用内置油分离装置一体式冷却器。然而，这种内置油分离装置一体式冷却器，夹带润滑油的高温高压压缩气由冷却器筒体进入后直接经滤芯进行油气分离，由于气体流速过高，在滤芯内停留时间端而造成油气分离不充分的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是内置油分离装置一体式冷却器中油气分离不充分的问题，目的在于提供一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，能有效分离压缩气中的油分，且结构整齐紧凑。

本发明通过下述技术方案实现：

一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，包括筒体，所述筒体内下部设有换热管，筒体轴向两端开口通过盖板密封，盖板上设有冷却介质进口和冷却介质出口，筒体上设有进气管和出气口，还包括储油槽、折流板、过滤器和两个支撑板，所述支撑板固定于筒体内上部，且分别位于筒体内两端口处，储油槽、折流板和过滤器由下到上依次固定于两个支撑板之间，过滤器为弧形板状，过滤器与筒体轴向平行的弧形边缘与储油槽相配合固定，折流板与筒体轴向平行的两边固定于储油槽上，进气管穿过过滤器和折流板通入储油槽上方，冷却器还包括气体分布器，所述气体分布器为弧形板状结构，且上面分布有气体通孔，气体分布器设于储油槽与换热管之间且弧形凹面朝向储油槽的方向，气体分布器与储油槽之间留有间隙。

本发明的冷却器包括冷却装置和油气分离装置，其中油气分离装置主要包括储油槽、折流板、过滤器和支撑板。支撑板主要起固定支撑作用；储油槽、折流板和过滤器在筒体轴向的两端可通过焊接固定在两个支撑板上，折流板主要起油气分离和气体分布的作用，通过折流板可对压缩气进行初步的油气分离处理，气流在遇到障碍后改变流向和速度，使气体中的冷油不断的在障碍圈内聚结最终靠重力沉降下来流入储油槽内，通过折流板可实现对气体内较大油滴的分离。同时，气流再通过折流板后，气体流速会相对减弱，并且折流板的通道对压缩气体具有再分布的作用，使通过折流板的气体以均匀分布的状态通过过滤器进行二次油分离，有效提高二次油分离效率；将过滤器设置为弧形板状，相当于筒状滤芯轴向切割后的弧形部分结构，或为两块弧形板之间夹设滤网等滤材的结构，可增加过滤器的有效过滤面积，提高过滤效率，过滤器主要通过亲和聚集机理实现对小油滴的有效分离，油微粒经过滤材的扩散作用，直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理，使压缩空气中的悬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，滴入储油槽内；最后通过设置在储油槽内凹处的回油管将油返回压缩机机头润滑系统中。将过滤器与筒体轴向平行的弧形边缘与储油槽相配合固定，可使油分离与冷却一体机结构更加紧凑，有效利用筒体内空间。

现有技术中冷却器内不设置气体分布器，干净的压缩气体从过滤器出来后沿筒体内壁向换热管方向流动，气流主要在靠近筒体内壁处的换热管壳程部发生热交换冷却，最后冷却的高压低温压缩气由出气口排出送往使用终端设备。这样存在气体冷却分布不均匀影响冷却效率的问题，且位于筒体轴向中心部分的换热管利用率低，导致冷却效率低且增加运行成本。通过在换热管和储油槽之间增设弧形板状的气体分布器，使得筒体上部内壁、气体分布器、过滤器外壁和储油槽下部外壁之间形成类似环状的气体通道，有利于净化后的气体在通道内流通实现再分布，通过气体通孔流入换热管壳程进行冷却。从而提高换热管的利用率，并增加了冷却器对气体的冷却效率。

在冷却器工作过程中，由喷油螺杆压缩机出来的高温高压气体由进气管进入筒体内，先后经过折流板一次油粗分离及降速再分布作用和过滤器二次油精分离，实现对压缩气的有效油分离。经充分油分离后干净的压缩气通过气体分布器分散作用扩散进入筒体内下部的换热管间，冷却介质在换热管内流动对干净的压缩气体进行冷却使压缩气体冷却为高压低温压缩气从出气口排出。

所述进气管为有两个支管的分歧管，且两个支管出口端分别朝向筒体的两端口处，进气管的主管与分支管之间的夹角为为大于90°且小于180°。

可将进气管设置在筒体几何中心的上部，并设置为有两个支管的分歧管，将压缩气体在筒体内轴向分布开来，通过将进气管的主管与分支管之间的夹角为90～180°的倾斜角，可对高温高压压缩气进气发挥缓冲作用，进气管的主管与分支管之间的夹角优选为75°。

所述折流板由劣弧形板构成。

由于折流板主要发挥油气粗分离和气体分布的作用，将折流板设置为弧形板结构，且优选为劣弧形板结构，且劣弧的角度优选为90°，当折流板由角度大于90°劣弧形板构成时，折流板主要发挥气体分布作用；当当折流板由角度小于90°劣弧形板构成时，折流板主要发挥油气粗分离的作用，且角度越小，折流板对气体的阻碍作用越大，产生的压降越大。

一种用于空压机的同步油分离与冷却装置还包括挡板，所述挡板通过两个支撑板固定，且位于储油槽和进气管的出口之间，挡板上布有至少一个通孔。

通过在储油槽和进气管的出口之间设置挡板，且通过回油管控制保持挡板位于油液面与进气管出口之间，主要是防止进气管通入的压缩气对储油槽内油造成扰动，甚至有少量气体进入回流管而影响润滑油的品质及润滑效果，经折流板和过滤器分离的油分通过通孔流入储油槽内。

所述气体通孔在气体分布器弧形凹面处到径向两边由密逐渐变稀。

通过使气体通孔在气体分布器弧形凹面处到径向两边由密逐渐变稀的设计，气流在沿筒体内壁流动时在气体分布器上遇到的气体通孔较少，可减少气体通过量，部分遇阻的气流向气体分布器凹面中心移动由气体通孔通过进入筒体轴向中心位置的换热管壳程进行冷却。因此通过气体分布器上气体通孔疏密分布的变化改变气体流向，使气体均匀进入换热管壳程进行冷却，提高了冷却效率。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明是一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，压缩气体进入冷却器筒体后，依次经过折流板一次油粗分离和过滤器二次油精分离，充分实现对压缩气中油分的有效分离；

2、本发明是一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，通过在进气管出口与过滤器之间设置折流板，可实现对气体的降速和再分布作用，使通过折流板的压缩气体均匀分布通过过滤器，且相对增加了气体在过滤器中的停留时间，从而增加了油气分离效果；

3、本发明是一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，通过气体分布器和气体通孔疏密的分布设计，有利于净化后的气体均匀通过换热管进行冷却，提高了换热管的利用率，增加了冷却效率；

4、本发明是一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，通过支撑板将储油槽、折流板和过滤器依次固定，结构整齐紧凑。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明正视截面结构示意图；

图2为本发明侧视截面结构示意图；

图3为本发明气体分布器结构示意图；

图4为本发明折流板结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-进气管，101-主管，102-分支管，2-筒体，3-盖板，4-冷却介质出口，5-出气口，6-冷却介质进口，7-过滤器，8-折流板，801-横杆，802-劣弧形板，9-支撑板，10-挡板，11-储油槽，12-回油管，13-气体分布器，14-油通孔，15-换热管，16-气体通孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1和图2所示，本发明为一种用于空压机的同步油分离与冷却装置，包括筒体2，筒体2内下部设有列管换热管14，筒体2轴向两端开口通过盖板3密封，盖板3可通过法兰固定密封固定在筒体2的两端口上。盖板3上设有冷却介质进口6和冷却介质出口4，筒体2上部且位于筒体2轴向中心处设有进气管1，在筒体2下部设有出气口5。

筒体2内还包括储油槽11、折流板8、过滤器7和两个支撑板9。支撑板9焊接固定于筒体2内上部，且分别位于筒体2内两端口处。储油槽11、折流板8和过滤器7由下到上依次设置于两个支撑板9之间，储油槽11和折流板8焊接固定于两个支撑板9上。过滤器7由两块设有通孔的弧形板状之间固定滤芯过滤器构成，过滤器7与筒体2轴向平行的弧形边缘开设凹槽，将储油槽11与筒体2轴向平行的弧形边缘插入过滤器7的凹槽内再通过螺栓将过滤器7与储油槽11固定，实现过滤器7与储油槽11可拆卸安装，方便过滤器7的清洗更换，最后设置在储油槽11内凹处的回油管12将油返回压缩机机头润滑系统中。折流板8由若干角度为90°劣弧形板802通过横杆801固定构成，如图4所示，折流板8与筒体2轴向平行的两边焊接固定于储油槽11上。还包括挡板10，挡板10通过两个支撑板9固定，且位于储油槽11和进气管1的出口之间，挡板10均匀布有若干通孔13。

进气管1为有两个支管102的分歧管，且两个支管102出口端分别朝向筒体2的两端口处，进气管1的主管101与分支管102之间的夹角为120°。进气管1穿过过滤器7、折流板8通入储油槽11上方。

冷却器还包括气体分布器13，如图3所示，气体分布器13为弧形板状结构，且上面分布有气体通孔16，气体通孔16在气体分布器13弧形凹面处到径向两边由密逐渐变稀。气体分布器13与筒体2轴向平行的两端焊接在筒体2的内壁上，在筒体2轴向的两端与盖板3密封接触，且气体分布器13的弧形凹面朝向储油槽11的方向，气体分布器13与储油槽11之间留有间隙。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。