專利名稱：一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，具體說是一種適用于冷卻活塞式氦氣壓縮機(jī)的專用冷卻裝置，該冷卻裝置能在-40°C _+55°C的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作，同時(shí)可在低溫工況下，給活塞式氦氣壓縮機(jī)加熱，實(shí)現(xiàn)活塞式氦氣壓縮機(jī)的低溫啟動(dòng)。
背景技術(shù)：
目前氦氣壓縮機(jī)上常配備的普通冷卻裝置主要用于冷卻氦氣壓縮機(jī)的缸頭、各級(jí)排氣溫度及潤(rùn)滑油溫度，使氦氣壓縮機(jī)正常工作。普通冷卻裝置制冷方式主要有強(qiáng)制風(fēng)冷換熱和壓縮制冷兩種方式，其工作環(huán)境溫度一般在-20°C _+35°C。采用強(qiáng)制風(fēng)冷換熱方式的冷卻裝置的不足之處在于強(qiáng)制風(fēng)冷換熱模式供液溫度通常要比環(huán)境溫度高8°C -15°C，當(dāng)環(huán)境溫度高于20°C時(shí)，供液溫度達(dá)到28°C以上，不能有 效的降低氦氣壓縮機(jī)缸頭、各級(jí)排氣以及潤(rùn)滑油溫度，導(dǎo)致氦氣壓縮機(jī)缸頭過熱，活塞環(huán)積碳老化，潤(rùn)滑油變質(zhì)，從而縮短了氦氣壓縮機(jī)的使用壽命；另外，因氦氣壓縮機(jī)排氣溫度過高，導(dǎo)致氦氣凈化裝置的凈化能力降低，影響高壓氣瓶的貯存量。采用壓縮制冷模方式的冷卻裝置的不足之處在于制冷壓縮機(jī)的工作環(huán)境一般在-20°C _+55°C之間，當(dāng)環(huán)境溫度低于_20°C時(shí)，制冷壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)、傳感器等均不能正常工作；另外，在常溫0°C — 35°C工作時(shí)，制冷壓縮機(jī)制冷量偏大，造成制冷壓縮機(jī)頻繁啟停，縮短了制冷壓縮機(jī)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中氦氣壓縮機(jī)冷卻裝置無法滿足高溫、低溫使用環(huán)境，能耗高，使用壽命短等問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能降耗，使用壽命長(zhǎng)的氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，由冷卻液水箱下端經(jīng)水泵連接氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口、冷卻液水箱上端連接至氦氣壓縮機(jī)回液口組成，其特征在于所述氦氣壓縮機(jī)回液口經(jīng)水電磁閥切換風(fēng)冷回路和壓縮制冷回路分別連接至冷卻液水箱上端，所述風(fēng)冷回路包括帶有風(fēng)機(jī)的常規(guī)換熱器，壓縮制冷回路包括帶有壓縮制冷系統(tǒng)的板式換熱器。所述壓縮制冷系統(tǒng)制冷壓縮機(jī)、風(fēng)冷冷凝器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器和膨脹閥，制冷壓縮機(jī)一端連接至板式換熱器，制冷壓縮機(jī)另一端依次由風(fēng)冷冷凝器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器和膨脹閥連接至板式換熱器。所述水泵經(jīng)水過濾器、流量傳感器連接氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口。所述冷卻液水箱內(nèi)設(shè)有電加熱器。所述水泵經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥連接至冷卻液水箱上端。所述水電磁閥包括第一、二水電磁閥，第一水電磁閥連接于風(fēng)冷回路和氦氣壓縮機(jī)回液口之間，第二水電磁閥連接于壓縮制冷回路和氦氣壓縮機(jī)回液口之間。
當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，水電磁閥切換風(fēng)冷回路連接冷卻液水箱和氦氣壓縮機(jī)回液口，水泵將冷卻液水箱中冷卻液經(jīng)水過濾器、流量傳感器供至氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口，對(duì)氦氣壓縮機(jī)缸頭、各級(jí)排氣以及潤(rùn)滑油溫度進(jìn)行冷卻，冷卻吸熱后的冷卻液由氦氣壓縮機(jī)回液口送至風(fēng)冷回路的常規(guī)換熱器，通過風(fēng)機(jī)對(duì)常規(guī)換熱器進(jìn)行風(fēng)冷，風(fēng)冷后的冷卻液送回冷卻液水箱，風(fēng)冷換熱制冷有效避免了制冷壓縮機(jī)的低溫運(yùn)行，延長(zhǎng)氦氣壓縮機(jī)使用壽命，降低能耗。當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，水電磁閥切換壓縮制冷回路連接冷卻液水箱和氦氣壓縮機(jī)回液口，水泵將冷卻液水箱中冷卻液經(jīng)水過濾器、流量傳感器供至氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口，對(duì)氦氣壓縮機(jī)缸頭、各級(jí)排氣以及潤(rùn)滑油溫度進(jìn)行冷卻，冷卻吸熱后的冷卻液由氦氣壓縮機(jī)回液口送至板式換熱器，制冷壓縮機(jī)同步工作將制冷劑送入風(fēng)冷冷凝器，通過冷凝風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷，制冷劑經(jīng)過儲(chǔ)液器和膨脹閥送至板式換熱器，由板式換熱器實(shí)現(xiàn)制冷劑和冷卻液之間換熱，換熱后的制冷劑送回制冷壓縮機(jī)，換熱后的冷卻液送回冷卻水箱，在高溫環(huán)境下為氦氣壓縮機(jī)提供低溫冷卻液，有效冷卻氦氣壓縮機(jī)，延長(zhǎng)氦氣壓縮機(jī)使用壽命。該冷卻裝置中水泵、風(fēng)機(jī)、水電磁閥均選用軍品級(jí)耐低溫的產(chǎn)品，工作環(huán)境溫度范·圍均為_40°C _+55°C，進(jìn)一步確保了冷卻裝置低溫、高溫運(yùn)行的可靠性，適用范圍廣。冷卻裝置的冷卻液水箱內(nèi)設(shè)有電加熱器，在低溫情況下，采用電加熱器給冷卻液水箱內(nèi)的冷卻液加熱，并通過水泵給水管系加熱保證冷卻裝置的低溫可靠啟動(dòng)，同時(shí)可通過水泵給氦氣壓縮機(jī)缸頭和潤(rùn)滑油箱外殼加熱，提高壓縮機(jī)缸頭和潤(rùn)滑油溫度，保證氦氣壓縮機(jī)的低溫啟動(dòng)。本發(fā)明的氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置依據(jù)氦氣壓縮機(jī)處于的工作環(huán)境，即時(shí)切換風(fēng)冷和壓縮制冷的冷卻方式，滿足氦氣壓縮機(jī)在低溫工況和高溫工況下正常制冷，具有適用性強(qiáng)、使用范圍廣、節(jié)能降耗、使用安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明工作原理圖。圖中氦氣壓縮機(jī)1，冷卻液水箱2，水泵3，水過濾器4，流量調(diào)節(jié)閥5，流量傳感器6，進(jìn)液口 7，回液口 8，第一水電磁閥9，常規(guī)換熱器10，風(fēng)機(jī)11，第二水電磁閥12，板式換熱器13，制冷壓縮機(jī)14，風(fēng)冷冷凝器15，儲(chǔ)液器16，干燥過濾器17，膨脹閥18，電加熱器19。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I所示，一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置主要包括冷卻液水箱2、水泵3、水過濾器4、流量調(diào)節(jié)閥5、流量傳感器6、第一水電磁閥9、常規(guī)換熱器10、風(fēng)機(jī)11、第二水電磁閥12、板式換熱器13、制冷壓縮機(jī)14、風(fēng)冷冷凝器15、儲(chǔ)液器16、干燥過濾器17、膨脹閥18和電加熱器19。冷卻液水箱2內(nèi)設(shè)有電加熱器19，冷卻液水箱2下端依次經(jīng)水泵3、水過濾器4、流量傳感器6連接至氦氣壓縮機(jī)I的進(jìn)液口 7，水泵3經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥5連接至冷卻液水箱2上端；氦氣壓縮機(jī)I的回液口 8分別經(jīng)風(fēng)冷回路和壓縮制冷回路連接至冷卻液水箱2上端，風(fēng)冷回路上依次設(shè)有第一水電磁閥9和常規(guī)換熱器10，常規(guī)換熱器10上設(shè)有風(fēng)機(jī)11，壓縮制冷回路上依次設(shè)有第二水電磁閥12和板式換熱器13，板式換熱器13的制冷端制冷劑出口和進(jìn)口之間依次連接有膨脹閥18、干燥過濾器17、儲(chǔ)液器16、風(fēng)冷冷凝器15和制冷壓縮機(jī)14。 本發(fā)明的使用工況分為低溫工況和高溫工況。設(shè)定低溫工況溫度為環(huán)境溫度低于15°C，采用風(fēng)冷換熱方式制冷，冷卻液水箱內(nèi)的冷卻液經(jīng)水泵增壓后，經(jīng)水過濾器、流量傳感器等輸送至氦氣壓縮機(jī)，與氦氣壓縮機(jī)缸頭、各級(jí)冷卻器和潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)行熱交換，冷卻液溫度升高，再經(jīng)第一水電磁閥進(jìn)入常規(guī)換熱器通過風(fēng)機(jī)與空氣進(jìn)行熱交換，常規(guī)換熱器中的冷卻液熱量傳遞給空氣，冷卻液溫度降低后回到冷卻液水箱，完成一次工作循環(huán)。該工況下只需要水泵和風(fēng)機(jī)工作，制冷壓縮機(jī)無須工作，可節(jié)約電能，避免制冷壓縮機(jī)的頻繁啟停，延長(zhǎng)制冷壓縮機(jī)的使用壽命。設(shè)定高溫工況溫度為環(huán)境溫度高于15°C，采用壓縮制冷換熱方式制冷，冷卻液水箱內(nèi)的冷卻液經(jīng)水泵增壓后，經(jīng)水過濾器、流量傳感器等輸送至氦氣壓縮機(jī)，與氦氣壓縮機(jī)缸頭、各級(jí)冷卻器和潤(rùn)滑油冷卻器進(jìn)行熱交換，溫度升高，再經(jīng)第二水電磁閥進(jìn)入板式換熱·器，同時(shí)制冷壓縮機(jī)啟動(dòng)，采用氟里昂蒸汽壓縮制冷，利用制冷劑氟里昂在低壓下汽化吸熱的特性來冷卻板式換熱器中的冷卻液，冷卻液與板式換熱器里的低溫氟利昂液體與進(jìn)行熱交換，溫度降低后回到冷卻液水箱。
權(quán)利要求
1.一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，由冷卻液水箱下端經(jīng)水泵連接氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口、冷卻液水箱上端連接至氦氣壓縮機(jī)回液口組成，其特征在于所述氦氣壓縮機(jī)回液口經(jīng)水電磁閥切換風(fēng)冷回路和壓縮制冷回路分別連接至冷卻液水箱上端，所述風(fēng)冷回路包括帶有風(fēng)機(jī)的常規(guī)換熱器，壓縮制冷回路包括帶有壓縮制冷系統(tǒng)的板式換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，其特征是所述壓縮制冷系統(tǒng)制冷壓縮機(jī)、風(fēng)冷冷凝器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器和膨脹閥，制冷壓縮機(jī)一端連接至板式換熱器，制冷壓縮機(jī)另一端依次由風(fēng)冷冷凝器、儲(chǔ)液器、干燥過濾器和膨脹閥連接至板式換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，其特征是所述水泵經(jīng)水過濾器、流量傳感器連接氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，其特征是所述冷卻液水箱內(nèi)設(shè)有電加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，其特征是所述水泵經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥連接至冷卻液水箱上端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，其特征是所述水電磁閥包括第一、二水電磁閥，第一水電磁閥連接于風(fēng)冷回路和氦氣壓縮機(jī)回液口之間，第二水電磁閥連接于壓縮制冷回路和氦氣壓縮機(jī)回液口之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氦氣壓縮機(jī)專用冷卻裝置，由冷卻液水箱下端經(jīng)水泵連接氦氣壓縮機(jī)進(jìn)液口、冷卻液水箱上端連接至氦氣壓縮機(jī)回液口組成，所述氦氣壓縮機(jī)回液口經(jīng)水電磁閥切換風(fēng)冷回路和壓縮制冷回路分別連接至冷卻液水箱上端，所述風(fēng)冷回路包括帶有風(fēng)機(jī)的常規(guī)換熱器，壓縮制冷回路包括帶有壓縮制冷系統(tǒng)的板式換熱器。本發(fā)明克服的以往制冷模式單一、浪費(fèi)能源、成本高、運(yùn)行不穩(wěn)定，機(jī)組使用壽命短的缺點(diǎn)，能根據(jù)不同使用工況選擇合適的工作模式，有效降低能耗和成本、機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F04B39/06GK102900652SQ20121041379
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者秦伯進(jìn), 許棟梁, 于曼, 趙偉, 姜遠(yuǎn)道 申請(qǐng)人:江蘇兆勝空調(diào)有限公司