RU2718090C1 - Oil circuit and an oil-free compressor equipped with such oil circuit, and a method of controlling lubrication and/or cooling of such oil-free compressor by means of such oil circuit - Google Patents
Oil circuit and an oil-free compressor equipped with such oil circuit, and a method of controlling lubrication and/or cooling of such oil-free compressor by means of such oil circuit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718090C1 RU2718090C1 RU2019137129A RU2019137129A RU2718090C1 RU 2718090 C1 RU2718090 C1 RU 2718090C1 RU 2019137129 A RU2019137129 A RU 2019137129A RU 2019137129 A RU2019137129 A RU 2019137129A RU 2718090 C1 RU2718090 C1 RU 2718090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- rotary
- engine
- pump
- oil pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
- F01M1/00—Pressure lubrication
- F01M1/12—Closed-circuit lubricating systems not provided for in groups F01M1/02 - F01M1/10
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/08—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by varying the rotational speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
- F04C29/021—Control systems for the circulation of the lubricant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
- F04C29/025—Lubrication; Lubricant separation using a lubricant pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16N—LUBRICATING
- F16N7/00—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated
- F16N7/38—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems
- F16N7/40—Arrangements for supplying oil or unspecified lubricant from a stationary reservoir or the equivalent in or on the machine or member to be lubricated with a separate pump; Central lubrication systems in a closed circulation system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/12—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
- F04C18/14—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C18/16—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with helical teeth, e.g. chevron-shaped, screw type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к масляному контуру и безмасляному компрессору, снабженному таким масляным контуром и способу управления смазкой и/или охлаждением такого безмасляного компрессора посредством такого масляного контура.The present invention relates to an oil circuit and an oil-free compressor provided with such an oil circuit and a method for controlling the lubrication and / or cooling of such an oil-free compressor through such an oil circuit.
Более конкретно, изобретение предназначено для обеспечения масляного контура для улучшенного способа управления смазкой и/или охлаждением безмасляного компрессора, содержащего двигатель с регулируемой частотой вращения или скоростью, то есть с управлением приводом с регулируемой скоростью (VSD) посредством этого улучшенного масляного контура.More specifically, the invention is intended to provide an oil circuit for an improved method of controlling lubrication and / or cooling of an oil-free compressor comprising an engine with a variable speed or speed, that is, with a variable speed drive (VSD) control through this improved oil circuit.
Известно, что масляный контур используется для смазки и охлаждения компонентов в таком двигателе.It is known that an oil circuit is used to lubricate and cool components in such an engine.
Этими компонентами являются, например, но не ограничиваются ими, подшипники и шестерни двигателя.These components are, for example, but are not limited to, bearings and engine gears.
При высоких оборотах двигателя, эти подшипники и шестерни нуждаются в точно дозированной масляной смазке: ни слишком много масла, что может привести к гидравлическим потерям и даже перегреву; ни слишком мало масла, что может привести к чрезмерному трению и перегреву.At high engine speeds, these bearings and gears need precisely metered oil lubrication: not too much oil, which can lead to hydraulic losses and even overheating; too little oil, which can lead to excessive friction and overheating.
Поэтому, применяется смазка струей масла, при которой масло направляется точно в то место, где оно требуется, посредством форсунок с очень точной конфигурацией.Therefore, an oil jet lubrication is applied, in which the oil is sent exactly to the place where it is required, by means of nozzles with a very precise configuration.
Это место может быть дорожкой качения подшипников или местом, где зубья шестерен входят в зацепление друг с другом.This place may be a raceway of bearings or a place where the gear teeth engage with each other.
Масло в масляном контуре нуждается в охлаждении, чтобы избежать перегрева масла в масляном контуре и сопутствующих изменений смазочных свойств масла.The oil in the oil circuit needs cooling to avoid overheating of the oil in the oil circuit and the consequent changes in the lubricating properties of the oil.
Масляный контур, который снабжает форсунки отфильтрованным и охлажденным маслом с заданным уровнем давления, обычно содержит масляный резервуар, роторный масляный насос, масляный радиатор, масляный фильтр и соединительные трубопроводы, которые могут быть встроены в другие компоненты безмасляного компрессора. Кроме того, часто имеются клапаны минимального давления, перепускные трубопроводы, датчики давления масла и датчики температуры масла.The oil circuit, which supplies the nozzles with filtered and cooled oil at a given pressure level, usually contains an oil reservoir, a rotary oil pump, an oil cooler, an oil filter and connecting pipes that can be integrated into other components of an oil-free compressor. In addition, there are often minimum pressure valves, bypass lines, oil pressure sensors and oil temperature sensors.
Обычно масляный контур для такого безмасляного компрессора устроен следующим образом.Typically, the oil circuit for such an oil-free compressor is structured as follows.
Масло откачивается из масляного резервуара с использованием роторного масляного насоса, после чего масло направляется в масляный радиатор. Радиатор будет охлаждать масло до того, как оно будет подано на любые компоненты, подлежащие смазке, и любые компоненты, подлежащие охлаждению безмасляного компрессора.The oil is pumped out of the oil reservoir using a rotary oil pump, after which the oil is sent to the oil cooler. The radiator will cool the oil before it is supplied to any components to be lubricated and any components to be cooled by an oil-free compressor.
Во время смазки и охлаждения, температура масла будет повышаться.During lubrication and cooling, the oil temperature will rise.
После того, как масло пройдет через компоненты безмасляного компрессора, подлежащие смазке и/или охлаждению, оно будет направлено обратно в масляный резервуар через возвратный трубопровод. Горячее масло будет направляться роторным масляным насосом из масляного резервуара в масляный радиатор, где масло будет охлаждаться, прежде чем снова направляться к компонентам безмасляного компрессора.After the oil has passed through the oil-free compressor components to be lubricated and / or cooled, it will be directed back to the oil reservoir through the return line. Hot oil will be guided by a rotary oil pump from the oil reservoir to the oil cooler, where the oil will be cooled before being returned to the components of the oil-free compressor.
Вышеупомянутый роторный масляный насос играет важную роль: если вовремя не подается достаточное количество масла в форсунки, недостаточное смазывание может привести к повреждению или выходу из строя подшипников и/или шестерен.The aforementioned rotary oil pump plays an important role: if a sufficient amount of oil is not delivered to the nozzles in time, insufficient lubrication can lead to damage or failure of the bearings and / or gears.
Можно использовать роторный масляный насос, который приводится в действие отдельным двигателем.You can use a rotary oil pump, which is driven by a separate engine.
Это имеет преимущество в том, что роторным масляным насосом можно управлять, но недостаток состоит в том, что для этого двигателя требуется отдельный двигатель и блок управления. В результате, безмасляный компрессор будет не только дороже, но и больше, и, кроме того, безмасляный компрессор будет содержать дополнительные компоненты, которые необходимо обслуживать, и которые подвержены поломкам.This has the advantage that the rotary oil pump can be controlled, but the disadvantage is that this engine requires a separate engine and control unit. As a result, the oil-free compressor will not only be more expensive, but also more, and, in addition, the oil-free compressor will contain additional components that must be serviced and that are prone to breakdowns.
По этой причине, интересно приводить в действие роторный масляный насос тем же двигателем, что и компрессорный элемент безмасляного компрессора. Это обеспечит работу роторного масляного насоса при работе компрессорного элемента. Это также означает, что при более высокой скорости или оборотах двигателя и компрессорного элемента безмасляного компрессора, когда требуется больше масла для смазки и охлаждения безмасляного компрессора, больше масла перекачивается и направляется в масляный радиатор, а затем двигатель и/или компрессорный элемент.For this reason, it is interesting to drive a rotary oil pump with the same engine as the compressor element of an oil-free compressor. This will ensure the operation of the rotary oil pump during operation of the compressor element. This also means that at higher speeds or revs of the engine and compressor element of the oil-free compressor, when more oil is needed to lubricate and cool the oil-free compressor, more oil is pumped and sent to the oil cooler, and then the engine and / or compressor element.
Однако давление масла может не повышаться слишком высоко, и при более высоких скоростях или оборотах двигателя и компрессорного элемента, роторный масляный насос будет перекачивать столько масла, что давление становится слишком высоким. Слишком высокое давление масла является не допустимым, например, потому что тогда слишком много масла используется для смазки подшипника, так что потери в подшипниках возрастают.However, the oil pressure may not rise too high, and at higher speeds or revolutions of the engine and compressor element, the rotary oil pump will pump so much oil that the pressure becomes too high. Too high an oil pressure is not acceptable, for example, because then too much oil is used to lubricate the bearing, so that the loss in the bearings increases.
Вот почему в масляном контуре за масляным радиатором проложен перепускной трубопровод с клапаном, который при определенной скорости будет отводить часть перекачиваемого масла обратно в масляный резервуар.That is why in the oil circuit, an overflow pipe with a valve is laid behind the oil cooler, which at a certain speed will divert part of the pumped oil back to the oil tank.
Чем выше скорость двигателя и, следовательно, роторного масляного насоса, тем больше масла клапан направит обратно в масляный резервуар через перепускной трубопровод.The higher the speed of the engine and, consequently, the rotary oil pump, the more oil the valve will direct back to the oil reservoir through the bypass line.
Таким образом, давление масла в масляном контуре не будет слишком высоким.Thus, the oil pressure in the oil circuit will not be too high.
Согласно обычному масляному контуру, все масло, которое подается на двигатель и/или компрессорный элемент, будет проходить через масляный радиатор.According to the conventional oil circuit, all oil that is supplied to the engine and / or compressor element will pass through the oil cooler.
Таким образом, такие известные масляные контуры также имеют недостаток, заключающийся в том, что при низких скоростях машины масло охлаждается слишком сильно, поскольку масляный радиатор предназначен для охлаждения масла на максимальной скорости машины, когда масло нагревается больше всего из–за потерь во вращающихся частях.Thus, such well-known oil circuits also have the disadvantage that the oil cools too much at low machine speeds, since the oil cooler is designed to cool the oil at the machine’s maximum speed, when the oil heats up most due to losses in the rotating parts.
В результате при этих низких скоростях, масло будет иметь высокую вязкость, что приведет к потерям масла в подшипниках.As a result, at these low speeds, the oil will have a high viscosity, which will result in loss of oil in the bearings.
Кроме того, большая разница температур будет происходить в масле на низких и высоких скоростях.In addition, a large temperature difference will occur in the oil at low and high speeds.
Эти большие перепады температур вредны для двигателя безмасляного компрессора.These large temperature differences are harmful to the engine of an oil-free compressor.
В результате этого, часто выбирают масляный радиатор, охлаждающая способность которого регулируется, что, конечно, дороже и сложнее.As a result of this, an oil cooler is often chosen, the cooling capacity of which is regulated, which, of course, is more expensive and more complicated.
Более того, необходимо будет использовать большой радиатор, рассчитанный на весь поток масла на максимальной скорости.Moreover, it will be necessary to use a large radiator, designed for the entire flow of oil at maximum speed.
Подходящими роторными масляными насосами для масляного контура являются шестеренные насосы, внутренние шестеренные насосы, такие как героторные насосы и лопастные насосы.Suitable rotary oil pumps for the oil circuit are gear pumps, internal gear pumps such as gerotor pumps and vane pumps.
В патенте США 3,995,978 описан героторный насос.US Pat. No. 3,995,978 describes a gerotor pump.
Такие насосы могут быть сконструированы, чтобы накачивать точное количество масла, когда они приводятся с теми же оборотами, что и двигатель компрессорного элемента, посредством соответствующего выбора ширины насоса и/или количества зубьев шестерни или лопастей, что позволяет установить роторный масляный насос непосредственно на оси двигателя, что приведет к очень компактной, надежной, эффективной и недорогой машине.Such pumps can be designed to pump the exact amount of oil when they are driven at the same speed as the engine of the compressor element, by appropriately choosing the width of the pump and / or the number of gear teeth or blades, which allows the installation of a rotary oil pump directly on the axis of the engine leading to a very compact, reliable, efficient and inexpensive car.
Однако недостатком конфигурации такого типа, при которой роторный масляный насос установлен непосредственно на оси двигателя компрессорного элемента, является то, что роторный масляный насос необходимо устанавливать в относительно высоком положении в безмасляном компрессоре и, следовательно, он находится в относительно высоком положении относительно масляного резервуара.However, a drawback of this type of configuration, in which the rotary oil pump is mounted directly on the axis of the compressor element motor, is that the rotary oil pump must be installed in a relatively high position in the oil-free compressor and, therefore, it is in a relatively high position relative to the oil reservoir.
Это означает, что при запуске безмасляного компрессора, роторному масляному насосу сначала необходимо всасывать воздух из всасывающего трубопровода, который гидравлически связан с масляным резервуаром, а затем необходимо всасывать и откачивать масло из масляного резервуара.This means that when starting an oil-free compressor, the rotary oil pump must first suck in air from the suction pipe, which is hydraulically connected to the oil tank, and then it is necessary to suck in and pump out oil from the oil tank.
Этот запуск будет легче, если в роторном масляном насосе уже есть немного масла, так что при запуске роторного масляного насоса это масло распространяется и обеспечивает герметизацию в роторном масляном насосе, так что мощность всасывания роторного масляного насоса сразу становится оптимальной.This start-up will be easier if there is already a little oil in the rotary oil pump, so when the rotary oil pump starts up, this oil spreads and provides sealing in the rotary oil pump, so that the suction power of the rotary oil pump immediately becomes optimal.
По этой причине, во время сборки роторного масляного насоса в роторный масляный насос часто подается небольшой объем масла, то есть объем, который является небольшим по отношению к общему объему масла в масляном контуре.For this reason, during assembly of the rotary oil pump, a small volume of oil is often supplied to the rotary oil pump, that is, a volume that is small in relation to the total volume of oil in the oil circuit.
Однако когда насос запускается только впервые через длительное время после его сборки, этот начальный объем масла уже частично или полностью испаряется и, следовательно, уже не достаточен для правильного запуска роторного масляного насоса.However, when the pump is started only for the first time a long time after its assembly, this initial volume of oil has already partially or completely evaporated and, therefore, is no longer sufficient for the rotary oil pump to start correctly.
В патенте США 3,859,013 описан роторный масляный насос, в котором во входном канале между роторным масляным насосом и масляным резервуаром предусмотрена некая сифоноподобная структура, которая сконфигурирована таким образом, что небольшой объем масла удерживается во входном канале рядом с масляным резервуаром. Однако при запуске безмасляного компрессора, роторному масляному насосу все еще необходимо всасывать значительный объем воздуха, прежде чем масло будет всасываться из сифоноподобной структуры.US Pat. No. 3,859,013 describes a rotary oil pump in which a siphon-like structure is provided in the inlet channel between the rotary oil pump and the oil tank, which is configured so that a small amount of oil is held in the inlet channel adjacent to the oil tank. However, when starting an oil-free compressor, the rotary oil pump still needs to suck in a significant amount of air before the oil is sucked from the siphon-like structure.
Целью настоящего изобретения является обеспечение решения по меньшей мере одного из вышеупомянутых и других недостатков.The aim of the present invention is to provide a solution to at least one of the above and other disadvantages.
Задачей настоящего изобретения является масляный контур для смазки и охлаждения безмасляного компрессора, содержащего двигатель с переменной скоростью и компрессорный элемент, приводимый в действие упомянутым двигателем,An object of the present invention is to provide an oil circuit for lubricating and cooling an oil-free compressor comprising a variable speed engine and a compressor element driven by said engine,
при этом масляный контур снабжен масляным резервуаром с маслом и роторным масляным насосом, выполненным с возможностью подачи масла из масляного резервуара через впускной канал перед роторным масляным насосом к компрессорному элементу и/или двигателю через масляный трубопровод;wherein the oil circuit is equipped with an oil reservoir with oil and a rotary oil pump, configured to supply oil from the oil reservoir through the inlet channel in front of the rotary oil pump to the compressor element and / or engine through the oil line;
причем роторный масляный насос снабжен ротором, установленным на валу вращения, при этом роторный масляный насос имеет рабочий объем, и роторный масляный насос приводится в действие двигателем компрессорного элемента;moreover, the rotary oil pump is equipped with a rotor mounted on the shaft of rotation, while the rotary oil pump has a displacement, and the rotary oil pump is driven by the engine of the compressor element;
при этом масляный контур дополнительно снабжен возвратным трубопроводом, выполненным с возможностью направления масла от компрессорного элемента и/или двигателя обратно в масляный резервуар;wherein the oil circuit is further provided with a return pipe configured to direct oil from the compressor element and / or engine back to the oil reservoir;
причем масляный контур дополнительно снабжен перепускным трубопроводом и перепускным клапаном с приводом от давления, которые выполнены с возможностью непосредственного направления части масла между роторным масляным насосом и компрессорным элементом и/или двигателем обратно в масляный резервуар без части масла, проходящего через компрессорный элемент и/или двигатель во время его возвращения в масляный резервуар; иmoreover, the oil circuit is additionally equipped with a bypass pipe and a pressure-controlled bypass valve, which are configured to directly direct part of the oil between the rotary oil pump and the compressor element and / or engine back to the oil reservoir without a part of the oil passing through the compressor element and / or engine during his return to the oil reservoir; and
при этом масляный контур дополнительно снабжен масляным радиатором, с той характеристикой, что масляный радиатор установлен в перепускном трубопроводе, и перепускной клапан расположен в масляном трубопроводе.however, the oil circuit is additionally equipped with an oil cooler, with the characteristic that the oil cooler is installed in the bypass pipe, and the bypass valve is located in the oil pipe.
Преимущество состоит в том, что при низких скоростях компрессорного элемента, когда требуется небольшое охлаждение, небольшая часть масла в масляном контуре будет направляться через перепускной трубопровод и, таким образом, охлаждаться; в то время как на высоких скоростях, когда требуется большее охлаждение, относительно большая часть масла в масляном контуре будет направляться через перепускной трубопровод и, таким образом, будет охлаждаться больше.The advantage is that at low speeds of the compressor element, when a little cooling is required, a small part of the oil in the oil circuit will be routed through the bypass line and thus be cooled; while at high speeds, when more cooling is required, a relatively large portion of the oil in the oil circuit will be routed through the bypass line and thus will be cooled more.
Благодаря меньшему охлаждению на низких скоростях и большему охлаждению на высоких скоростях, температура масла будет оставаться более постоянной и, следовательно, разница температур будет меньше по сравнению с известными контурами охлаждения.Due to less cooling at low speeds and more cooling at high speeds, the oil temperature will remain more constant and, therefore, the temperature difference will be less in comparison with the known cooling circuits.
Кроме того, средняя температура масла также будет выше, так что масло будет иметь более низкую вязкость, что приведет к меньшим потерям масла в подшипниках и в других местах безмасляного компрессора, где масло используется для смазки.In addition, the average temperature of the oil will also be higher, so that the oil will have a lower viscosity, which will result in less oil loss in bearings and other places in the oil-free compressor where the oil is used for lubrication.
Другое преимущество состоит в том, что на низких скоростях, масло не будет охлаждаться, поскольку масло не будет направляться через перепускной трубопровод и масляный радиатор. Таким образом, масло не будет иметь слишком большую вязкость на низких скоростях.Another advantage is that at low speeds, the oil will not cool, since the oil will not flow through the bypass line and the oil cooler. Thus, the oil will not have too much viscosity at low speeds.
Кроме того, на высоких скоростях масло не станет слишком горячим, потому что через радиатор подается больше масла.In addition, at high speeds, the oil will not get too hot because more oil is supplied through the radiator.
Другое преимущество состоит в том, что масляный радиатор может иметь меньшие размеры, то есть в перепускном трубопроводе можно выбрать меньший масляный радиатор для меньшего расхода масла по сравнению с известными масляными контурами, где масляный радиатор находится в масляной трубе перед перепускным клапаном.Another advantage is that the oil cooler can be smaller, i.e. a smaller oil cooler can be selected in the bypass pipe for lower oil consumption compared to the known oil circuits, where the oil cooler is in the oil pipe in front of the bypass valve.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, впускной канал снабжен заслонкой, высота которой больше, чем высота осевой линии вала вращения роторного масляного насоса, уменьшенная на наименьший диаметр ротора роторного масляного насоса, деленный на два.In a preferred embodiment of the invention, the inlet channel is provided with a shutter whose height is greater than the height of the axial line of the shaft of rotation of the rotary oil pump, reduced by the smallest rotor diameter of the rotary oil pump, divided by two.
Преимущество этого предпочтительного варианта осуществления состоит в том, что обеспечивается то, что после остановки безмасляного компрессора, значительный объем масла остается в роторном масляном насосе и во впускном канале между роторным масляным насосом и заслонкой, так что при повторном запуске безмасляного компрессора роторный масляный насос полностью смачивается маслом, и мощность всасывания роторного масляного насоса сразу же становится очень высокой.An advantage of this preferred embodiment is that it ensures that after stopping the oil-free compressor, a significant amount of oil remains in the rotary oil pump and in the inlet between the rotary oil pump and the shutter, so that when the oil-free compressor is restarted, the rotary oil pump is completely wetted oil, and the suction power of the rotary oil pump immediately becomes very high.
Таким образом, поток масла запускается быстро и плавно в масляном контуре при (повторном) запуске безмасляного компрессора.Thus, the oil flow starts quickly and smoothly in the oil circuit when the (oil-free) compressor starts up.
Предпочтительно, высота заслонки меньше, чем высота осевой линии вала вращения роторного масляного насоса, уменьшенная на наименьший диаметр вала вращения роторного масляного насоса, деленный на два.Preferably, the height of the damper is less than the axial line height of the rotary shaft of the rotary oil pump, reduced by the smallest diameter of the rotational shaft of the rotary oil pump, divided by two.
Это предотвратит утечку масла через вал вращения роторного масляного насоса и/или исключит необходимость в дополнительных уплотнениях упомянутого вала.This will prevent oil leakage through the rotation shaft of the rotary oil pump and / or eliminate the need for additional seals of said shaft.
Изобретение также касается безмасляного компрессора, снабженного масляным контуром для его смазки и охлаждения,The invention also relates to an oil-free compressor equipped with an oil circuit for lubricating and cooling it,
при этом безмасляный компрессор содержит двигатель с переменной скоростью и компрессорный элемент, приводимый в действие этим двигателем;wherein the oil-free compressor comprises a variable speed engine and a compressor element driven by this engine;
причем масляный контур снабжен масляным резервуаром с маслом и роторным масляным насосом, выполненным с возможностью подачи масла из масляного резервуара через впускной канал перед роторным масляным насосом к компрессорному элементу и/или двигателю через масляный трубопровод;moreover, the oil circuit is equipped with an oil tank with oil and a rotary oil pump, configured to supply oil from the oil tank through the inlet channel in front of the rotary oil pump to the compressor element and / or engine through the oil pipe;
при этот роторный масляный насос снабжен ротором, установленным на валу вращения, при этом роторный масляный насос имеет рабочий объем, и роторный масляный насос приводится в действие двигателем компрессорного элемента;when this rotary oil pump is equipped with a rotor mounted on the shaft of rotation, while the rotary oil pump has a displacement, and the rotary oil pump is driven by the engine of the compressor element;
причем масляный контур дополнительно снабжен возвратным трубопроводом, выполненным с возможностью направления масла от компрессорного элемента и/или двигателя обратно в масляный резервуар;moreover, the oil circuit is additionally equipped with a return pipe configured to direct oil from the compressor element and / or engine back to the oil reservoir;
при этом масляный контур дополнительно снабжен перепускным трубопроводом и перепускным клапаном с приводом от давления, которые выполнены с возможностью непосредственного направления части масла между роторным масляным насосом и компрессорным элементом и/или двигателем обратно в масляный резервуар без части масла, проходящего через компрессорный элемент и/или двигатель во время его возвращения в масляный резервуар; иwherein the oil circuit is additionally equipped with a bypass pipe and a pressure-controlled bypass valve, which are configured to directly direct part of the oil between the rotary oil pump and the compressor element and / or engine back to the oil reservoir without a part of the oil passing through the compressor element and / or engine during its return to the oil tank; and
причем масляный контур дополнительно снабжен масляным радиатором, с той характеристикой, что безмасляный компрессор выполнен так, что масляный радиатор расположен в перепускном трубопроводе, и перепускной клапан расположен в масляном трубопроводе.moreover, the oil circuit is additionally equipped with an oil cooler, with the characteristic that the oil-free compressor is configured so that the oil cooler is located in the bypass pipe, and the bypass valve is located in the oil pipe.
И наконец, изобретение относится к способу управления смазкой и/или охлаждением безмасляного компрессора посредством масляного контура,Finally, the invention relates to a method for controlling the lubrication and / or cooling of an oil-free compressor by means of an oil circuit,
при этом этот безмасляный компрессор содержит двигатель с переменной и компрессорный элемент, приводимый в действие упомянутым двигателем;however, this oil-free compressor comprises a variable engine and a compressor element driven by said engine;
причем масляный контур снабжен масляным резервуаром с маслом и роторным масляным насосом, выполненным с возможностью подачи масла из масляного резервуара через впускной канал перед роторным масляным насосом к компрессорному элементу и/или двигателю посредством масляного трубопровода;moreover, the oil circuit is equipped with an oil reservoir with oil and a rotary oil pump, configured to supply oil from the oil reservoir through the inlet channel in front of the rotary oil pump to the compressor element and / or engine through an oil pipe;
при этом роторный масляный насос приводится в действие двигателем компрессорного элемента;wherein the rotary oil pump is driven by the compressor element motor;
причем масляный контур дополнительно снабжен перепускным трубопроводом и перепускным клапаном с приводом от давления, через который часть масла между роторным масляным насосом и компрессорным элементом и/или двигателем направляется обратно в масляный резервуар без этой части масла, проходящего через компрессорный элемент и/или двигатель во время его возвращения в масляный резервуар; иmoreover, the oil circuit is additionally equipped with a bypass pipe and a pressure-relief valve, through which part of the oil between the rotary oil pump and the compressor element and / or engine is directed back to the oil reservoir without this part of the oil passing through the compressor element and / or engine during his return to the oil reservoir; and
при этом масляный контур дополнительно снабжен масляным радиатором, с той характеристикой, что часть перекачиваемого масла, которая направляется обратно в масляный резервуар через перепускной трубопровод и перепускной клапан, проходит через масляный радиатор, который находится в перепускном трубопроводе, и что перепускной клапан управляется таким образом, что заданное давление достигается в масляном трубопроводе между перепускным клапаном и компрессорным элементом и/или двигателем.however, the oil circuit is additionally equipped with an oil cooler, with the characteristic that the part of the pumped oil, which is sent back to the oil reservoir through the bypass pipe and the bypass valve, passes through the oil cooler, which is located in the bypass pipe, and that the bypass valve is controlled in this way, that the set pressure is reached in the oil pipe between the bypass valve and the compressor element and / or engine.
Предпочтительно двигатель компрессорного элемента запускается только после того, как масло или смазочный материал с более высокой летучестью, чем масло, были введены в масляный контур в положении за и выше, роторный масляный насос.Preferably, the engine of the compressor element is started only after the oil or lubricant with a higher volatility than oil has been introduced into the oil circuit in the position above and above the rotary oil pump.
С целью лучшего демонстрирования характеристик изобретения, некоторые предпочтительные варианты осуществления масляного контура согласно изобретению и безмасляного компрессора, снабженного таким масляным контуром, описаны ниже в качестве примера без какого–либо ограничения, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:In order to better demonstrate the characteristics of the invention, some preferred embodiments of an oil circuit according to the invention and an oil-free compressor provided with such an oil circuit are described below by way of example without any limitation, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 схематично показывает безмасляный компрессор, снабженный масляным контуром согласно изобретению;Figure 1 schematically shows an oil-free compressor provided with an oil circuit according to the invention;
Фиг.2 схематично показывает изменение расхода роторного масляного насоса как функции скорости двигателя;Figure 2 schematically shows the change in flow rate of a rotary oil pump as a function of engine speed;
Фиг.3 показывает изменение давления в масляном трубопроводе за перепускным клапаном как функции скорости двигателя;Figure 3 shows the change in pressure in the oil pipe behind the bypass valve as a function of engine speed;
Фиг.4 схематично показывает двигатель и роторный масляный насос по фиг.1 более подробно;Figure 4 schematically shows the engine and rotary oil pump of figure 1 in more detail;
Фиг.5 показывает вид согласно стрелке F3 на фиг.4, на котором корпус роторного масляного насоса частично срезан;Figure 5 shows a view according to arrow F3 in figure 4, in which the housing of the rotary oil pump is partially cut;
Фиг.6 более подробно показывает часть, обозначенную F4 на фиг.5;Fig.6 shows in more detail the part indicated by F4 in Fig.5;
Фиг.7 показывает альтернативный вариант осуществления части на фиг.6.FIG. 7 shows an alternative embodiment of the part of FIG. 6.
В этом случае, безмасляный компрессор 1, показанный на фиг.1, представляет собой винтовое компрессорное устройство с винтовым компрессорным элементом 2, трансмиссией 3 (или «коробкой передач») и двигателем 4 с переменной скоростью, при этом безмасляный компрессор 1 снабжен масляным контуром 5 согласно изобретению.In this case, the oil-
Согласно изобретению, необязательно, чтобы безмасляный компрессор 1 был винтовым компрессором 1, поскольку компрессорный элемент 2 также может быть другого типа, например зубчатым компрессорным элементом, спиральным компрессорным элементом, лопастным компрессорным элементом и т.д.According to the invention, it is not necessary that the oil-
Компрессорный элемент 2 снабжен корпусом 6 с впуском 7 для втягивания газа и выпуском 8 для сжатого газа. Два сопряженных винтовых ротора 9 установлены на подшипниках в корпусе 6.The compressor element 2 is provided with a housing 6 with an inlet 7 for drawing gas and an outlet 8 for compressed gas. Two mating screw rotors 9 are mounted on bearings in the housing 6.
Масляный контур 5 будет снабжать безмасляный компрессор 1 маслом 11 для смазки и, при необходимости, охлаждения компонентов безмасляного компрессора 1.The
Этими компонентами являются, например, шестерни в трансмиссии 3, подшипники, на которых установлены винтовые роторы 9, в компрессорном элементе 2 и т.д.These components are, for example, gears in the transmission 3, bearings on which screw rotors 9 are mounted, in the compressor element 2, etc.
Масляный контур 5 содержит масляный резервуар 10 с маслом 11 и масляный трубопровод 12 для подачи масла 11 к компонентам безмасляного компрессора 1 для смазки и/или охлаждения.The
В масляном трубопроводе 12 предусмотрен роторный масляный насос 13, чтобы иметь возможность откачивать масло 11 из масляного резервуара 10.A
Роторный масляный насос 13 приводится в действие двигателем 4 компрессорного элемента 2.The
Роторный масляный насос 13 может быть соединен непосредственно с валом двигателя 4 или с приводным валом. Этот приводной вал затем соединяется с двигателем 4 через муфту. Затем шестерня устанавливается на приводной вал, который приводится в действие коробкой передач. Один или несколько компрессорных элементов 2 могут приводиться в действие через коробку передач.The
Перепускной клапан 14 и перепускной трубопровод 15, который ведет от масляного трубопровода 12 обратно к масляному резервуару 10, предусмотрены в масляном трубопроводе 12 за роторным масляным насосом 13.The
Хотя в показанном примере перепускной клапан 14 прикреплен к масляному трубопроводу 12, не исключено, что перепускной клапан 14 прикреплен к перепускному трубопроводу 15. Также не исключено, что используется трехходовой клапан, который прикреплен в месте соединения масляного трубопровода 12 с перепускным трубопроводом 15.Although in the example shown, the
Перепускной клапан 14 будет распределять масло 11, которое закачивается роторным масляным насосом 13: одна часть будет подведена к компонентам безмасляного компрессора 1 для смазки и/или охлаждения через масляный трубопровод 12, другая часть будет возвращена обратно в масляный резервуар 10 через перепускной трубопровод 15.The
В этом случае, но не обязательно, перепускной клапан 14 представляет собой механический клапан 14.In this case, but not necessarily, the
В предпочтительном варианте осуществления, клапан 14 представляет собой подпружиненный клапан, то есть клапан 14 содержит пружину или пружинный элемент, посредством чего пружина будет открывать клапан 14 больше или меньше в зависимости от давления p перед или после клапана 14.In a preferred embodiment, the
В этом случае, клапан будет подпружиненным клапаном 14, который будет закрывать и открывать перепускной трубопровод 15 в зависимости от давления p за клапаном 14. Когда определенное пороговое значение давления p будет превышено, клапан 14 откроет перепускной трубопровод 14, так что часть перекачиваемого масла 11 будет течь по перепускному трубопроводу 15 в масляный резервуар 10.In this case, the valve will be a spring-loaded
Согласно изобретению, масляный радиатор 16 размещен в перепускном трубопроводе 15. Это означает, что масло 11, которое течет через перепускной трубопровод 15, может быть охлаждено, но масло 11, которое течет по масляному трубопроводу 12 к компонентам, подлежащим смазке и/или охлаждению, не будет охлаждаться.According to the invention, the
Другими словами, охлажденное холодное масло 11 будет направлено в масляный резервуар 10 через перепускной трубопровод 15.In other words, the cooled
В этом случае, вышеупомянутый масляный радиатор 16 образует часть теплообменника 17. Масляный радиатор 16 может представлять собой, например, пластинчатый радиатор, но в данном изобретении может быть использован любой тип радиатора, который подходит для охлаждения масла 11.In this case, the aforementioned oil cooler 16 forms part of the
В этом случае, масляный радиатор 16 имеет фиксированную или постоянную охлаждающую способность для данного потока масла и потока охладителя. Это означает, что охлаждающая способность не может быть отрегулирована. Регулируя поток охлаждающей жидкости, действительно можно регулировать охлаждающую способность. Однако это не является обязательным.In this case, the
От перепускного клапана 14, масляный трубопровод 12 проходит к компонентам безмасляного компрессора 1 для смазки и охлаждения, если это необходимо. Здесь масляный трубопровод 12 будет разделен на вспомогательные трубопроводы 18, которые могут быть частично интегрированы в компрессорный элемент 2.From the
Кроме того, масляный контур 5 снабжен возвратным трубопроводом 19 для переноса масла 11 от компрессорного элемента 2 обратно в масляный резервуар 10 после его смазки и, если необходимо, охлаждения компонентов.In addition, the
Это масло 11 будет иметь более высокую температуру.This
В масляном резервуаре 10, это горячее масло 11 будет смешано с охлажденным холодным маслом 11, которое направляется в масляный резервуар 10 через перепускной трубопровод 15.In the
Работа безмасляного компрессора 1 с масляным контуром 5 является очень простой и заключается в следующем.The operation of the oil-
Когда компрессорный элемент 2 приводится в действие двигателем 4, сопряженные вращающиеся винтовые роторы 9 будут всасывать и сжимать воздух.When the compressor element 2 is driven by the engine 4, the mating rotary screw rotors 9 will suck in and compress the air.
Во время работы, различные компоненты компрессорного элемента 2, трансмиссии 3 и двигателя 4 будут смазываться и охлаждаться.During operation, the various components of the compressor element 2, transmission 3 and engine 4 will be lubricated and cooled.
Поскольку роторный масляный насос 13 приводится в действие двигателем 4 компрессорного элемента 2, при запуске безмасляного компрессора 1 он будет перекачивать масло 11 и подавать его к компонентам безмасляного компрессора 1, которые должны быть смазаны и охлаждены, через масляный трубопровод 12 и вспомогательные трубопроводы 18.Since the
Изменение расхода Q роторного масляного насоса 13 в зависимости от скорости n двигателя 4 показано на фиг.2.The change in the flow rate Q of the
Как видно из этого чертежа, при низких скоростях n, роторный масляный насос 13 будет перекачивать меньше масла 11 по сравнению с высокими скоростями n. Это является выгодным, так как на низких скоростях n требуется меньше смазки и охлаждения, и больше на высоких скоростях n.As can be seen from this drawing, at low speeds n, the
На низких скоростях n, все перекачиваемое масло 11 будет подано к компрессорному элементу 2 и двигателю 4, т.е. перепускной клапан 14 закроет перепускной трубопровод 15, так что масло 11 не сможет вернуться в масляный резервуар 10 вдоль перепускного трубопровода 15 и масляного радиатора 16. Поскольку на низких скоростях n охлаждение не требуется, так как масло 11 едва нагревается, это не является проблемой, и это гарантирует, что масло 11 не станет слишком холодным.At low speeds n, all pumped
Изменение давления р в масляном трубопроводе 12 за перепускным клапаном 14 показано на фиг.3The change in pressure p in the oil pipe 12 behind the
Давление будет систематически увеличиваться пропорционально скорости n, пока не будет достигнуто определенное давление p’, соответствующее скорости n’.The pressure will systematically increase in proportion to speed n until a certain pressure p ’corresponding to speed n’ is reached.
Когда эта скорость n', давление p' достигается таким, что перепускной клапан 14 будет частично открыт для перепускного трубопровода 15.When this speed n ', the pressure p' is achieved so that the
В результате, при более высоких скоростях, чем n’, часть перекачиваемого масла 11 будет проходить через перепускной клапан 14 через перепускной трубопровод 15.As a result, at higher speeds than n ’, part of the pumped
Это схематично показано на фиг.2, где кривая разделена на две ветви: часть потока Q масла, соответствующая зоне I, будет перемещаться по масляному трубопроводу 12 к компонентам безмасляного компрессора 1, подлежащим смазке и охлаждению, в то время как другая часть потока Q масла, соответствующая зоне II, будет возвращена в масляный резервуар 10 через перепускной трубопровод 15.This is schematically shown in FIG. 2, where the curve is divided into two branches: the part of the oil flow Q corresponding to zone I will move through the oil pipe 12 to the components of the oil-
Поскольку перепускной клапан 14 будет открыт, то при скорости n’ давление p больше не будет расти пропорционально скорости n двигателя 4, а кривая сглаживается, как показано на фиг.3.Since the
Чем выше скорость n, тем больше будет открываться перепускной клапан 15 при более высоком давлении p за перепускным клапаном 15 в масляном трубопроводе 12. Действительно, при более высокой скорости n расход Q вращающегося масляного насоса 13 будет больше, так что это давление p также будет расти, так что перепускной клапан 14 будет открываться больше.The higher the speed n, the more the
Характеристики пружины подпружиненного перепускного клапана 14 выбираются таким образом, что перепускной клапан 14 управляется пружиной так, что в масляном трубопроводе 12 между перепускным клапаном 14 и компрессорным элементом 2 и/или двигателем 4 достигается заданное давление p по кривой фиг.3.The spring characteristics of the spring-loaded
Масло 11, которое направляется через перепускной трубопровод 15, будет проходить, и охлаждаться масляным радиатором 16.
Поскольку охлажденное масло 11, которое направляется через перепускной трубопровод 15, поступает в масляный резервуар 10, температура масла 11 в масляном резервуаре 10 будет падать. Это холодное масло 11 затем перекачивается роторным масляным насосом 13 и подается в компрессорный элемент 2 и/или двигатель 4.Since the chilled
Поскольку на высоких скоростях n в безмасляном компрессоре 1 генерируется больше тепла, требуется больше охлаждения, что точно обеспечивается вышеприведенным способом.Since at higher speeds n more oil is generated in the oil-
При увеличении скорости n, роторный масляный насос 13 всегда будет откачивать больше масла 11 из масляного резервуара 10. Поскольку в результате давление p за перепускным клапаном 14 всегда будет выше, этот перепускной клапан 14 будет реагировать на это, всегда направляя больше масла 11 через перепускной трубопровод 15, так что давление p не поднимается слишком высоко и продолжает следовать кривой на фиг.3.With increasing speed n, the
В результате, с увеличением скорости n будет охлаждаться все больше масла 11, так что повышающаяся температура безмасляного компрессора 1 может быть приспособлена к этим увеличивающимся скоростям n.As a result, as the speed n increases, more and
Это показано на фиг.2, в результате чего зона II всегда становится больше при более высоких скоростях n.This is shown in FIG. 2, as a result of which zone II always becomes larger at higher speeds n.
Вышеизложенное ясно показывает, что при низких скоростях n, масло 11 мало или вообще не охлаждается, а при увеличении скорости n, масло 11 все больше охлаждается.The above clearly shows that at low speeds n,
В результате этого, температура масла будет в среднем более постоянной и более высокой, что гарантирует, что вязкость масла 11 будет в среднем ниже, так что будет меньше потерь масла в роторном масляном насосе 13 и в местах смазывания.As a result of this, the temperature of the oil will be on average more constant and higher, which ensures that the viscosity of the
Как можно видеть из фиг.2, на всех скоростях n поток Q масла, который проходит через перепускной трубопровод 15 и масляный радиатор 16 (зона II), будет меньше, чем поток Q масла, который подается на компрессорный элемент 2 и/или двигатель 4 (зона I).As can be seen from figure 2, at all speeds n, the oil flow Q, which passes through the
Это означает, что масляный радиатор 16 может иметь меньшие размеры по сравнению с известными контурами охлаждения.This means that the
Масло 11 компрессорного элемента 2 и/или двигателя 4 будет возвращаться обратно в масляный резервуар 10 через возвратный трубопровод 19.The
Это масло 11 будет иметь более высокую температуру, чем масло 11 в масляном резервуаре 10.This
В дополнение к этому горячему маслу 11, охлажденное масло 11 также будет поступать в масляный резервуар 10 через перепускной трубопровод 15.In addition to this
Оба будут смешиваться вместе в масляном резервуаре 10, что приведет к маслу 11 при определенной температуре между температурой охлажденного масла 11 и горячего масла 11.Both will mix together in the
Что касается масляного резервуара 10, роторный масляный насос 13 снова будет перекачивать масло 11, и будут соблюдаться способ и управление, изложенные выше.As for the
Хотя в показанном примере, пружинный механический клапан используется в качестве перепускного клапана 14, можно использовать электронный перепускной клапан 14, который управляется контроллером 20.Although in the example shown, a spring-loaded mechanical valve is used as the
На фиг.1, этот контроллер 20 показан пунктирной линией в качестве примера. Этот контроллер 20 будет управлять перепускным клапаном 14, например, на основе сигнала от датчика 21 давления, который расположен за перепускным клапаном 14 в масляном трубопроводе 12. Контроллер 20 будет управлять перепускным клапаном 14 так, чтобы давление p, которое зарегистрировано датчиком 21 давления, соответствовало контуру кривой на фиг.3. Другими словами: перепускной клапан 14 управляется так, что в масляном трубопроводе 12 между перепускным клапаном 14 и компрессорным элементом 2 и/или двигателем 4 достигается заданное давление p.1, this
Хотя в показанных и описанных примерах масляный контур 5 показан отдельно от компрессорного элемента 2 и двигателя 4, конечно, не исключено, что масляный контур 5 интегрирован или физически образует часть компрессорного элемента 2 и/или двигателя 4.Although in the shown and described examples the
Во всех вариантах осуществления, показанных и описанных выше, возможно, что масляный контур 5 также содержит масляный фильтр. Этот масляный фильтр может, например, но не обязательно, быть установлен в масляном трубопроводе 12 за перепускным клапаном 14. Масляный фильтр будет собирать любые загрязнения из масла 11 перед отправкой его на компрессорный элемент 2 и/или двигатель 4.In all of the embodiments shown and described above, it is possible that the
Двигатель 4 будет непосредственно приводить в действие компрессорный элемент 2, а также роторный масляный насос 13. На фиг.4 показано, что вал 22 вращения двигателя 4 непосредственно приводит в действие роторный масляный насос 13.The engine 4 will directly drive the compressor element 2, as well as the
Масляный контур 5 будет позволять роторному масляному насосу 13 накачивать масло 11 из масляного резервуара 10 через впускной канал 23 перед роторным масляным насосом 13, после чего масло 11 может направляться через трубопровод 12 и вспомогательные трубопроводы 18 в форсунки, которые расположены в определенных местах двигателя 4 и/или компрессорного элемента 2 для смазки и/или охлаждения одного или нескольких подшипников и других компонентов безмасляного компрессора 1.The
Поскольку роторный масляный насос 13 приводится в действие двигателем 4 компрессорного элемента 2, он будет находиться на значительно более высоком уровне положения, чем масляный резервуар 10. Это означает, что впускной канал 23, который проходит от масляного резервуара 10 к роторному масляному насосу 13, является относительно длинным.Since the
Роторный масляный насос 13 содержит корпус 24, в котором установлены статор 25 и ротор 26. Ротор 26 установлен на валу 27 вращения, который приводится во вращение валом 22 вращения двигателя 4.The
Роторный масляный насос 13 является героторным насосом, однако это не является обязательным условием изобретения.The
Корпус 24 снабжен впускным портом 28 для масла 11, с которым соединен впускной канал 23, и выпускным портом 29 для перекачиваемого масла 11.The
На фиг.5 29 хорошо видны впускной порт 28 и выпускной порт.5, the
Как показано на фиг.6, впускной канал 23 снабжен заслонкой 30 рядом с роторным масляным насосом 13.As shown in FIG. 6, the
Под «заслонкой 30» подразумевается конструкция, которая гарантирует, что после остановки двигателя 4 определенный объем масла 11 останется в пространстве 31 во впускном канале 23, который перекрыт заслонкой 30.By “
«Рядом с роторным масляным насосом 13» подразумевается, что вышеупомянутый остающийся объем масла 11 будет оставаться в таком месте, чтобы роторный масляный насос 13 мог накачать масло 11 сразу при запуске роторного масляного насоса. 13.“Next to the
Это означает, что вышеупомянутый оставшийся объем масла 11 будет, например, по меньшей мере частично, присутствовать в роторном масляном насосе 13, или что оставшийся объем масла 11 будет находиться во впускном канале 23 непосредственно рядом с впускным портом 28 роторного масляного насоса 13.This means that the aforementioned remaining volume of
На фиг.6 хорошо видно, что заслонка 30 имеет минимальную высоту, равную высоте A центральной линии 32 вала 27 вращения роторного масляного насоса 13, уменьшенную на половину наименьшего диаметра B ротора 26 роторного масляного насоса 13.6 clearly shows that the
При достижении заслонкой 30 по меньшей мере такой минимальной высоты, которая обозначена линией C, достаточное количество масла 11 останется в закрытом заслонкой 30 пространстве 31 во впускном канале 23 между заслонкой 30 и роторным масляным насосом 13, в результате чего роторный масляный насос 13 полностью смачивается изнутри при запуске безмасляного компрессора 1. Благодаря этому немедленному внутреннему смачиванию роторного масляного насоса 13 маслом 11, ротор 26 и статор 25 будут немедленно герметизированы этим маслом 11, так что мощность всасывания роторного масляного насоса 13 сразу будет максимальной.When the
В этом случае, и предпочтительно, высота D заслонки 30 меньше максимальной высоты, равной высоте A центральной линии 32 вала 27 вращения роторного масляного насоса 13, уменьшенной на половину диаметра E вала 27 вращения роторного масляного насоса 13.In this case, and preferably, the height D of the
Если бы заслонка 30 была бы выше этой максимальной высоты, обозначенной линией F, уровень оставшегося масла 11 был бы выше, чем самая низкая точка вала 27 вращения роторного масляного насоса 13. Из–за этого масло 11, возможно, будет вытекать через вал 27 вращения роторного масляного насоса 13, и/или необходимо будет обеспечить уплотнения на валу 27 вращения роторного масляного насоса 13, чтобы избежать этого.If the
Далее, с минимальной высотой C и максимальной высотой F заслонки 30, конфигурация заслонки 30 является такой, что в этом случае и предпочтительно, чтобы объем масла 11, который может присутствовать между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30 в роторном масляном насосе 13 и впускном канале 23 по меньшей мере в два раза превышал рабочий объем роторного масляного насоса 13.Further, with a minimum height C and a maximum height F of the
Преимущество этого заключается в том, что сразу же в роторном масляном насосе 13 и впускном канале 23 при запуске роторного масляного насоса 13 имеется достаточно масла 11, что позволяет не только сразу же смачивать роторный насос 13 внутри, но и также для немедленной накачки или прокачки объема масла 11 через выпускной порт 29 в масляный контур 5 и, таким образом, далее к компонентам безмасляного компрессора 1, подлежащим смазке и/или охлаждению.The advantage of this is that immediately in the
Несмотря на то, что заслонка 30 на фигурах 5 и 6 выполнена в виде наклонного ската к ротору 26 и статору 25 роторного масляного насоса 13, не исключено, что заслонка 30 имеет другую конфигурацию.Despite the fact that the
На фиг.7 показана альтернативная конфигурация, в соответствии с которой заслонка 30 имеет ступенчатую форму, в результате чего впускной канал 23 является таким, каким он был предусмотрен со ступенькой 33.7 shows an alternative configuration in which the
Хотя этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что больше масла 11 останется в пространстве 31 между заслонкой 30 и роторным масляным насосом 13, он имеет тот недостаток, что при всасывании масла 11, масло 11, так сказать, стекает вниз через ступеньку 33, что может привести к нежелательной турбулентности. В вариантах осуществления, показанных на фигурах 5 и 6, масло 11 будет, так сказать, стекать с заслонки 30.Although this embodiment has the advantage that
Работа безмасляного компрессора 1 является очень простой и заключается в следующем.The operation of oil-
Для запуска безмасляного компрессора 1, предпочтительно, предпринимаются следующие шаги:To start the oil-
подают масло 11 в масляный контур 5 в положение за и выше, чем у роторного масляного насоса 13, до тех пор, пока пространство 31 не будет полностью заполнено маслом 11; иsupplying the
затем запускают двигатель 4.then start the engine 4.
Масло 11, которое подается в масляный контур 5, может течь вниз к роторному масляному насосу 13 и заполнять как роторный масляный насос 13, так и впускной канал 23 в пространстве 31 между заслонкой 30 и роторным масляным насосом 13 до уровня, равного высоте D заслонки 30.
Когда двигатель 4 затем запускается, компрессорный элемент 2 и роторный масляный насос 13 будут приводиться в действие, и масло 11, которое подано в масляный контур 5 и теперь находится в роторном масляном насосе 13 и вышеупомянутом пространстве 31, будет обеспечивать, что роторный масляный насос 13 способен немедленно перекачивать и передавать масло 11 в масляный контур 5, так что компрессорный элемент 2 сразу же получает необходимое масло 11 сразу после запуска безмасляного компрессора 1.When the engine 4 is then started, the compressor element 2 and the
В качестве альтернативы, также возможно, что сначала смазка, которая является менее летучей, чем масло 11, вводится внутрь роторного масляного насоса 13 перед тем, как двигатель 4 запускается.Alternatively, it is also possible that first a lubricant that is less volatile than
Такой способ предпочтительно применяется при сборке безмасляного компрессора 1, так что при первом запуске безмасляного компрессора 1 в роторном масляном насосе 13 присутствует менее летучая смазка.This method is preferably used in the assembly of the oil-
Конечно, не исключено, что оба способа объединены, в результате чего при первом пуске вводится менее летучая смазка, и в результате при последующем пуске безмасляного компрессора 1 масло 11 вводится в масляный контур 5.Of course, it is possible that both methods are combined, as a result of which, during the first start-up, less volatile lubricant is introduced, and as a result, during the subsequent start-up of the oil-
С момента запуска двигателя 4, роторный масляный насос 13 немедленно подает масло 11 из масляного резервуара 10 через впускной канал 23.From the moment the engine 4 is started, the
Перекачиваемое масло 11 затем будет выходить из роторного масляного насоса 13 через выпускной порт 29 и попадать в масляный контур 5, откуда оно подается в разные форсунки к разным смазываемым и/или охлаждаемым компонентам компрессорного элемента 2 и/или двигателя 4.The pumped
Компрессорный элемент 2 и/или двигатель 4, следовательно, будут почти сразу снабжаться маслом 11 от запуска двигателя 4 и безмасляного компрессора 1.The compressor element 2 and / or engine 4, therefore, will be supplied almost immediately with
Не исключено, что безмасляный компрессор 1 содержит датчик, выполненный с возможностью регистрации наличия масла 11 в пространстве 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30.It is possible that the oil-
Вышеупомянутый датчик может быть датчиком уровня масла любого типа, а также датчиком давления масла или датчиком температуры масла согласно изобретению.The aforementioned sensor may be any type of oil level sensor, as well as an oil pressure sensor or an oil temperature sensor according to the invention.
Для запуска безмасляного компрессора 1 с таким датчиком, двигатель 4, предпочтительно, запускается только после обнаружения масла 11 во впускном канале 23 между роторным насосом 13 и заслонкой 30.To start the oil-
Если масло 11 не обнаружено, безмасляный компрессор 1 не запускается, а вместо этого пользователю отправляется предупреждающий сигнал.If no
Понятно, что датчик и вышеупомянутый способ управления смазкой и/или охлаждением безмасляного компрессора 1 при запуске могут быть объединены с ранее описанными способами. Этот способ будет включать в себя дополнительную функцию безопасности, предотвращающую запуск безмасляного компрессора 1 без присутствия масла 11 во впускном канале 23 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30.It is understood that the sensor and the aforementioned method for controlling the lubrication and / or cooling of the oil-
Также возможно, что безмасляный компрессор 1 содержит соединение по текучей среде между масляным резервуаром 10 и пространством 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30, при этом соединение по текучей среде выполнено с возможностью передачи масла 11 из масляного резервуара 10 в пространство 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30.It is also possible that the oil-
Это может быть реализовано, например, посредством небольшого насоса, который приводится в действие вручную или электрически.This can be realized, for example, by means of a small pump, which is driven manually or electrically.
Когда безмасляный компрессор 1 снабжен таким соединением по текучей среде, для запуска безмасляного компрессора 1 может быть выполнен следующий способ:When the oil-
передают масло 11 из масляного резервуара 10 в пространство 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30 до тех пор, пока пространство 31 не будет полностью заполнено маслом 11; иtransferring the
затем запускают двигатель 4.then start the engine 4.
Конечно, не исключено, что безмасляный компрессор 1 также снабжен датчиком, выполненным с возможностью регистрации присутствия масла 11 во впускном канале 23 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30.Of course, it is possible that the oil-
В этом случае, когда при запуске масло 11 не обнаруживается, пользователю будет отправлен сигнал для передачи масла 11 из масляного резервуара 10 в пространство 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30 посредством работы небольшого насоса или, когда этот небольшой насос работает электрически, небольшой насос автоматически запустится безмасляным компрессором 1, чтобы гарантировать, что масло 11 перемещается из масляного резервуара 10 в пространство 31 между роторным масляным насосом 13 и заслонкой 30, после чего можно без проблем плавно запустить двигатель 4.In this case, when no start-up of
Настоящее изобретение никоим образом не ограничивается вариантами осуществления, описанными в качестве примера и показанными на чертежах, и масляный контур согласно изобретению и безмасляный компрессор, снабженный таким масляным контуром, могут быть реализованы во всех видах форм и размерах, не выходя за рамки объема изобретения.The present invention is in no way limited to the embodiments described by way of example and shown in the drawings, and an oil circuit according to the invention and an oil-free compressor provided with such an oil circuit can be implemented in all kinds of shapes and sizes without departing from the scope of the invention.
Claims (51)
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20175278A BE1024746B1 (en) | 2017-04-21 | 2017-04-21 | Oil circuit and machine equipped with such an oil circuit. |
BE20175278 | 2017-04-21 | ||
US201762551323P | 2017-08-29 | 2017-08-29 | |
US62/551,323 | 2017-08-29 | ||
BE2018/5151A BE1025520B1 (en) | 2017-08-29 | 2018-03-12 | Machine provided with an oil pump and a method for starting such a machine |
BE20185151 | 2018-03-12 | ||
PCT/IB2018/052065 WO2018193325A1 (en) | 2017-04-21 | 2018-03-27 | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2718090C1 true RU2718090C1 (en) | 2020-03-30 |
Family
ID=66218424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019137129A RU2718090C1 (en) | 2017-04-21 | 2018-03-27 | Oil circuit and an oil-free compressor equipped with such oil circuit, and a method of controlling lubrication and/or cooling of such oil-free compressor by means of such oil circuit |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1025611B1 (en) |
BR (1) | BR212019021916U2 (en) |
CA (1) | CA3060655C (en) |
ES (1) | ES2866157T3 (en) |
RU (1) | RU2718090C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3859013A (en) * | 1974-02-04 | 1975-01-07 | Gen Motors Corp | Rotary engine oil pump priming arrangement |
US5263832A (en) * | 1991-07-05 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Air-cooled oil-free screw compressor |
RU2173781C1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-20 | Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет | Turbine-driven set lubrication method |
US20030059326A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-03-27 | Kenji Douzono | Oil free type screw compressor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3186630A (en) * | 1963-09-05 | 1965-06-01 | Jaeger Machine Co | Rotary compressor |
JPS59169470U (en) * | 1983-04-28 | 1984-11-13 | トヨタ自動車株式会社 | Oil relief valve for internal combustion engines |
JPH0786322B2 (en) * | 1987-09-22 | 1995-09-20 | 本田技研工業株式会社 | Engine oil supply device |
DE4436968A1 (en) * | 1994-10-15 | 1996-04-18 | Hatz Motoren | Oil pump for internal combustion engines |
JP4209653B2 (en) * | 2002-09-25 | 2009-01-14 | アイシン精機株式会社 | Oil pump for automatic transmission |
-
2018
- 2018-03-27 BR BR212019021916-7U patent/BR212019021916U2/en active IP Right Grant
- 2018-03-27 CA CA3060655A patent/CA3060655C/en active Active
- 2018-03-27 RU RU2019137129A patent/RU2718090C1/en active
- 2018-04-09 ES ES18166254T patent/ES2866157T3/en active Active
- 2018-04-09 BE BE2018/5237A patent/BE1025611B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3859013A (en) * | 1974-02-04 | 1975-01-07 | Gen Motors Corp | Rotary engine oil pump priming arrangement |
US5263832A (en) * | 1991-07-05 | 1993-11-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Air-cooled oil-free screw compressor |
RU2173781C1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-20 | Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет | Turbine-driven set lubrication method |
US20030059326A1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-03-27 | Kenji Douzono | Oil free type screw compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA3060655C (en) | 2021-10-19 |
BE1025611A1 (en) | 2019-04-25 |
CA3060655A1 (en) | 2018-10-25 |
BE1025611B1 (en) | 2019-04-29 |
BR212019021916U2 (en) | 2020-07-07 |
ES2866157T3 (en) | 2021-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11085448B2 (en) | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit | |
RU2713405C2 (en) | Electric power plant thermal control device | |
KR101693952B1 (en) | Compressor deviceas well as the use of such a compressor device | |
WO2016136482A1 (en) | Oilless compressor | |
US9212575B2 (en) | Gear device and vehicle having same mounted thereon | |
EP3392478B1 (en) | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit | |
JP7076977B2 (en) | Machine with oil circuit and oil circuit | |
RU2718090C1 (en) | Oil circuit and an oil-free compressor equipped with such oil circuit, and a method of controlling lubrication and/or cooling of such oil-free compressor by means of such oil circuit | |
AU2019101259A4 (en) | Oil circuit, oil-free compressor provided with such oil circuit and a method to control lubrication and/or cooling of such oil-free compressor via such oil circuit | |
JP6511321B2 (en) | Refueling displacement compressor | |
US4643593A (en) | Assembly for lubricating thrust bearings of machines | |
JP7185683B2 (en) | Machine with oil pump and method of starting such machine | |
RU2761330C2 (en) | Machine equipped with oil pump, and method for starting such a machine | |
JP7105755B2 (en) | Air-cooled oil-free compressor | |
WO2019043470A1 (en) | Machine provided with an oil pump and a method to start such a machine. |