一种流量与压力可调的油气润滑冷却方法及装置与流程

1.本发明涉及一种油气润滑冷却装置，具体说涉及一种流量与压力可调的油气润滑冷却装置。


背景技术：

2.在滚动轴承支撑的超高速旋转机械设备中，若轴承的润滑冷却方式选用油气润滑，通常来说都需要辅助的油气润滑冷却设备。目前通用的油气润滑冷却设备都由精密的润滑油输送计量泵、油箱及辅助气源组成，该设备一般来说体积重量较大，需要供电，安装与维护也不方便，在一些有特殊使用环境(如无供电条件)、安装空间极其紧凑、体积重量要求极其严格的条件下，通用的油气润滑冷却设备常常无用武之地。


技术实现要素：

3.本发明解决的技术问题是：提供一种流量与压力可调的油气润滑冷却方法及装置。
4.本发明解决技术的方案是：一种流量与压力可调的油气润滑冷却方法，包括如下步骤：
5.利用气源，采用活塞挤压润滑油的方式将润滑油输入至输出通道；
6.将上述气源通过超音速喷嘴喷胀的方式向所述输出通道提供预设低温及流速的气流，在输出通道内，利用气流引射带动润滑油流动产生润滑油气输出。
7.进一步的，通过流量调节阀的压力调整控制输出通道内润滑油的供油量，通过压力调节阀控制超音速喷嘴前气流压力，进而控制供气量。
8.一种流量与压力可调的油气润滑冷却装置，包括壳体、端盖、导杆、活塞、压力调节阀、流量调节阀、堵头、标准连接件；
9.所述壳体一端为盲腔端，一端为法兰端，端盖与所述法兰端固连；活塞套装在位于壳体内部的导杆上，活塞与壳体、导杆之间的容腔组成油腔；所述导杆为一端带法兰盘的芯轴结构，芯轴内部开有气道，气道上设置超音速喷嘴结构，压力调节阀安装在所述的法兰盘内部，导杆法兰盘安装固定在壳体与端盖之间，导杆另一端作为输出端穿过上述油腔以及壳体的盲腔端；导杆与所述盲腔端之间形成环形油腔，环形油腔与超音速喷嘴结构的下游之间设置油道；壳体盲腔端安装有流量调节阀与堵头；端盖、导杆法兰盘、壳体与活塞之间的空腔组成气腔；上述压力调节阀用于将端盖上输入的气体按照预设压力输入至气道，输入至气腔内的气体带动活塞挤压油腔内的润滑油，由所述流量调节阀控制进入环形油腔的油量。
10.进一步的，所述的压力调节阀包括阀座、阀芯、调节螺母以及压缩弹簧；
11.阀座外壁的外螺纹用于与导杆连接，内壁的内螺纹用于安装调节螺母，压缩弹簧套在阀芯上，其两端分别与调节螺母和阀芯接触，旋紧调节螺母使阀芯球头顶住阀座的锥面形成密封，当阀芯球头前端所受气压力大于压缩弹簧弹力时压力调节阀开启。
12.进一步的，通过调整调节螺母的位置控制压缩弹簧的压缩量，进而控制压力调节阀开启压力。
13.进一步的，所述流量调节阀包括阀座、阀芯、压缩弹簧以及密封堵和密封垫片；所述的阀座外壁设置外螺纹，中心设置用于安装阀芯的通孔，阀座的一侧内部设置空腔，所述空腔内设置内螺纹用于安装密封堵，所述通孔与所述空腔连通；阀座通过所述外螺纹与壳体连接，通过密封堵和密封垫片防止润滑油对外泄漏；压缩弹簧套在阀芯上，阀芯一端穿过所述通孔，压缩弹簧的两端分别与阀座端部和球头接触，将流量调节阀安装至壳体后，阀芯球头顶住壳体上的锥面形成密封，当阀芯球头前端所受油液压力大于压缩弹簧弹力时流量调节阀开启。
14.进一步的，通过控制压缩弹簧的压缩量控制流量调节阀的开启压力，进而实现润滑油流量的调节控制。
15.进一步的，导杆带法兰盘一端的结构具体由两个具有不同内外径的法兰盘串联构成，直径相对大的法兰盘位于最外侧，用于通过其端面实现与壳体以及端盖之间的连接及密封，其内腔与进气口连通；内侧的法兰盘设置内螺纹用于实现与压力调节阀的连接，最外侧法兰盘的底部与气腔之间设置通气孔。
16.进一步的，所述的通气孔相对法兰盘底部均布，通气孔的总通流截面积大于压力调节阀的通流截面积。
17.进一步的，所述油道相对气道对称设置，油道的总通流截面积大于流量调节阀的通流截面积。
18.本发明装置适用于供气压力在1～15mpa，供油流量0～300ml/min。
19.本发明与现有技术相比的有益效果是：
20.本发明基于现有通用油气润滑设备无法使用的特殊情况下，即对体积重量要求严格、结构简单、无需供电，本发明提出了一种解决方案，通过高压气挤压油腔活塞，同时通过调节流量阀压力控制输送润滑油流量；通过调节压力阀控制供气流量，并通过阀杆中间超音速喷嘴产生膨胀后的低温高速气流，通过高速气流的引射作用带动润滑油流动供给相关设备使用，同时解决相关设备的润滑与冷却作用。
附图说明
21.图1一种流量与压力可调的油气润滑冷却装置垂直剖视图
22.图2一种流量与压力可调的油气润滑冷却装置水平剖视图
23.图3压力调节阀剖视图
24.图4流量调节阀剖视图
25.图5导杆零件右视图
26.图6导杆零件剖视图
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
28.本发明主要技术思路为该设备通过引入高压气源，气源一方面推动油腔活塞挤压润滑油流动供油，另一方面高压气源通过超音速喷嘴喷胀产生低温高速气流，高速气流引
射带动润滑油流动产生润滑油气，低温油气同时解决相关设备的润滑与冷却作用，该设备中通过调节流量阀压力可以控制润滑油供油量，通过调节压力阀可以控制喷嘴前气流压力，进而控制该设备供气量。该设备的外形包络尺寸小于
29.本发明给出一种实施例，图1是本发明的垂直剖视图，图2是本发明的水平剖视图，图3是本发明的压力调节阀剖视图，图4是本发明的流量调节阀剖视图，图5是本发明的导杆零件右视图，图6是本发明的导杆零件剖视图。
30.本发明中，压力调节阀1通过阀座的外螺纹安装在导杆4的法兰端内螺纹中，导杆4法兰端装配在壳体5与端盖6之间，另一端穿过壳体5盲腔端，壳体5与端盖6通过螺栓连接。活塞3安装在壳体5内部，并套在导杆4上，可沿着导杆4滑动。流量调节阀2通过螺纹安装在壳体5的盲腔端端面，堵头7通过螺纹安装于壳体5盲腔端侧壁。导杆4、活塞3及壳体5之间的腔体21为润滑油腔，导杆4、活塞3、壳体5及端盖6之间的腔体20为高压气腔，壳体5盲腔端内部为环形油腔22。端盖6中的通道23为本发明的进气口，导杆4中的通道24为本发明的出气口。
31.压力调节阀1由阀座8、阀芯9、调节螺母10以及压缩弹簧11组成。阀座8外壁的外螺纹用于与导杆4连接，内壁的内螺纹用于安装调节螺母10，压缩弹簧11套在阀芯9上，其两端分别与调节螺母10和阀芯9接触，旋紧调节螺母10可使阀芯9球头顶住阀座8的锥面形成密封。当阀芯9球头前端所受气压力大于压缩弹簧11弹力时压力调节阀1开启，调整调节螺母10的位置可控制压缩弹簧11压缩量，进而可控制压力调节阀1开启压力，以此实现对冷却气压力的调节。
32.流量调节阀2由阀座12、阀芯13、压缩弹簧14以及密封堵15和密封垫片16组成。阀座12外壁有外螺纹用于与壳体5连接，内壁有内螺纹用于安装密封堵15，通过密封堵15和密封垫片16防止润滑油对外泄漏。压缩弹簧14套在阀芯13上，其两端分别与阀座12和阀芯13接触，将流量调节阀安装至壳体5后，阀芯13球头顶住壳体5上的锥面形成密封。当阀芯13球头前端所受油液压力大于压缩弹簧14弹力时流量调节阀2开启，通过控制压缩弹簧14的压缩量可以控制流量调节阀2的开启压力，进而实现润滑油流量的调节控制。
33.导杆4一端为法兰盘结构，法兰盘中部为安装压力调节阀1的空间，法兰盘中间位置均布数个等大通气孔17，用于连通高压进气口23和高压气腔20。导杆4轴芯内部开有气道，气道上加工有超音速喷嘴结构18，可使高压气流膨胀加速。导杆4另一端光轴处对称开有数个油道19，油液通过油道19可从环形油腔22进入导杆4内部气道。
34.实际使用中，从堵头7封堵的注油孔往润滑油腔21中加注润滑油保证油量充足，从端盖6上的进气口23为高压气腔20供气，一方面高压气体推动活塞3在壳体5内与导杆4上滑动挤压润滑油，受压润滑油通过流量调节阀2、环形油腔22及导杆上油道19进入导杆中部气道；另一方面高压气体通过压力调节阀1减压后进入导杆中部气道，并通过气道中部超音速喷嘴18膨胀降温加速后，引射带动从油道19流出的润滑油流动，高压气与润滑油混合物从出气口24流出，对外提供冷却气体与润滑油。当活塞3移动到极限位置时润滑油使用完毕，可通过注油孔再次向油腔21内注入润滑油，用堵头7封住后重复使用。
35.本发明方案中，各对外密封处，气腔与油腔之间及气道与油道之间均通过标准件密封圈或密封垫密封。
36.本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域
技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
37.本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。