本实用新型涉及一种运用于工业机械设备的油冷却系统，具体是一种风动油冷却系统。

背景技术

目前大型工业机械设备对润滑油的冷却方式都采用以水作为冷却介质，与热油进行热交换，以达到降低油温的目的。这种方式的不足之处在于冷却效果不明显，尤其是在夏季环境温度高时，效果更差，经常引起设备故障造成经济损失，且需耗费大量的水资源,使得有限的水资源更加紧缺。

其表现为：在以水作为冷却介质时的水温通常是常温，当 28℃的水与45℃的油在新装的管式油冷却器冷却系统中运行，油温也只能降低8℃，这种换热效率是换热工艺系统设备自身性能所决定的，这是其一；企业设备使用的冷却水多为江、河、沟、堰等一次水作循环冷却用水，即使水处理工艺及设备先进，但经过长期循环使用，水中的大量泥沙、水草和微生物等杂质油污，它们往往沉积或吸附在换热器的器壁表面，阻碍或堵塞冷却水的流动，使原本就不高的换热效率大幅度下降，这种状况在企业的实际生产中经常见到，尤其在夏季经过换热器冷却后的油温只下降1－2℃，这也是由于以水作为冷却介质的换热工艺所决定，这是其二；我国水资源总量为28000Gt，低于巴西、俄罗斯和加拿大，与美国和印度尼西亚相当，但人均水资源占有量仅约为世界平均水平的1/4, 且分布很不均匀，长江以北地区仅占全国水资源总量的19％。据{gjj}刊物《石油化工腐蚀与防护》的专著文章介绍，21世纪初期全国每年总取水量550Gt,其中工业取水已达到114.3Gt,随着工业的发展，工业用水量还将大幅度增加，水资源短缺和生产发展需求之间的矛盾会更显突出，预测到本世纪中叶全国总取水量将达到700－800Gt, 该值已接近我国水资源的极限，按此推算还有45年水资源将枯竭。又据石化行业的水资源及用水情况统计，该行业企业人均水资源占有量为160－470t，有60％以上的企业处在严重缺水地区，设备循环冷却补充水占总用水量的35％，这表明用于设备冷却用水在工业生产中所占比重是很大的。改进生产工艺和设备，节约用水，有效降低水资源消耗，维护生态平衡，保护人类生存环境应该是当今工业发展中值得重视的问题，这是其三，应该说上述三个方面表明目前的润滑油冷却方式存在问题。

发明内容

鉴于目前工业生产中设备润滑油采用以水作为冷却介质这种效果不好、又耗费水资源的问题，本实用新型根据空气动力学、分子物理学和工程热力学中有关基本原理，提出了一种风动油冷却系统，以解决上述问题。

本实用新型的技术方案为：一种风动油冷却系统，由增压分离器、换热器和连接管三部分构成，其中增压分离器和换热器之间由连接管相连接。

本实用新型进一步的技术解决方案为：

上述的风动油冷却系统，其中，所述的增压分离器中的气源道的外缘与增压Ⅰ室的外壁切向相连，且增压Ⅰ室、增压Ⅱ室、增压 n室及高亚音速室各室首尾贯通，来复轨道设在增压Ⅰ室、增压Ⅱ室、增压 n室及高亚音速室的外壁上，增压分离器另一端是热排管，构成增压分离器中的增压功能部分，射流道与分离仓体切向连接，将高亚音速区和能量分离仓连通，分离仓体的一端与高能分子聚集锥壳体连接，分离仓内筒设在分离仓体另一端的中央，与低能分子流动区相连，高能分子聚集锥在高能分子聚集锥壳体内，低能分子流动区同时与连接管连通，构成了增压分离器中的能量分离功能部分。

上述的风动油冷却系统，其中，所述换热器中的换热器前腔及其中冷气流入口处的能量分配组阀、换热器中间的换热管束油腔及其中的油腔室隔板、换热器后腔及其中的能量平衡板，两个排水阀分别在换热器前腔和换热器后腔的下方，进油口阀门在换热器中间的下方，出油口排气阀在换热器的上方，热气流出口阀门在能量平衡板的后面。

上述的风动油冷却系统，其中，增压分离器中的射流道为缩放管式，其尾部的截面积是头部截面积的1/3，并以大于分离仓体的内径为半径，切向进入分离仓体的一端。

上述的风动油冷却系统，其中，增压分离器中的分离仓体和高能分子聚集锥在连接后形似漏斗状。

上述的风动油冷却系统，其中，增压分离器中的增压Ⅰ室、增压Ⅱ室、增压 n室及高亚音速室内部为同轴心并呈180°顺逆相贯的锥筒状增压室，各室头尾通径之比均以1.2－1.5系数递减。

上述的风动油冷却系统，其中，换热器中的能量平衡板为非金属材料制作而成，换热器的中间由油腔室隔板将换热管束油腔分设成5－10个相互贯通可回旋油室。

上述的风动油冷却系统，系统使用的气源为0.1-0.2Mpa压力的空气。

当0.1－0.2Mpa的低压空气，通过输气管道被送入增压分离器中的增压Ⅰ室、增压Ⅱ室…增压 n室及高亚音速室，各室外壁由于来复轨道的导向作用，使气体沿轨道有序地进行梯级增压，在到达高亚音速室末端时，通过射流道进入能量分离仓，并在分离仓任一截面上形成准自由涡和准强制涡两股漩流，使气体分子能量得到{zd0}程度的分离。随之低能气流被送至换热器中，润滑油在换热管束油腔的数个油室内作回旋流动，以延长油与低能气体的接触时间，实现油气之间高效率的能量交换。

本实用新型技术方案的有益效果为：

1、低压空气的增压。低压空气能被流畅地输入增压Ⅰ室的端部，是由于气源道外缘线与增压分离器的室外壁切向连接，从而减小了室内壁对气流产生的阻力；各增压室中心在同一轴线上，锥筒状增压室的各室头尾通径之比均以1.2－1.5系数递减，其气体压力则以1.2－1.5系数递增；连贯的莱复轨道不仅使气体在各增压室里能xx紊乱，均衡增压，且有利于运动的气流在增压室之间180°换向时保持连贯性；从气源道引入的低压气流，通过增压Ⅰ室、增压Ⅱ室…、经过n个增压室增压后，到达高亚音速室时气体压力可为0.6-0.8Mpa。

2、气体分子能量的{zd0}程度分离。通过对工况旋风分离器气相流场的模拟测试研究，得出了：气体分子质量在极大离心力作用下，其能量的聚集和流动规律、动能和分子内（应力）能的形成条件、影响分离效率的因素及分离器结构参数的{zy}化结果。即分离器内筒直径和长度将对气流切向速度影响明显，分离器内径与内筒直径为λ的比例时，分离器内气相流场的切向速度在分离空间内具有产生强烈对称性和均衡性，并在任一截面分布内外两股漩流，外层是准自由涡，内层是准强制涡，此时气体分子均衡稳定的流动，能量消耗为最小；射流道的切向角度和气流速度直接影响气流的切向速度；气流切向速度的大小直接影响气体分子能否高速回旋、产生离心力的强度和分子能量聚集密度，以致高能和低能分子群体的形成及低温气流的获取量，从而得出能量分离仓的形状和{zj0}相关几何尺寸。

3、空气流的加速。在增压分离器中设置一个射流道是根据气相流场的测试研究的结论为依据，且射流道与分离仓内壁的径向夹角呈85°相切；纵断面为缩放型的射流道尾部是头部截面积的1/3。经过增压后的气流通过射流道进入分离仓的速度将可达到2900－3800 r/s，介于超音速和高超音速之间。

4、减少材料磨损、降低摩擦阻力和能量消耗。增压分离器内部与气流接触面加工时的表面光洁度为9－10级，结合面加工精度为3－4级，同时选用了代号为Ra的耐磨自润滑合金材料，硬度HB＝250－280，干摩擦系数为5.60×10^-7mm/N.m 。可满足该部件的使用寿命在8－10年

5、高能分子的聚集和释放。增压分离器的能量分离仓尾部与锥度33°的高能分子聚集壳体连接，使得介入超音速的高能分子随气流在壳体内发生强制性的缩紧聚集，由此大大简化了热气流的释放工艺过程。

6、两种介质热交换效率的提高。决定两种不同介质的换热效率除了两种介质的{jd1}温差因素外，其热交换时间的长短也是很重要的因素。换热器通过油腔室隔板对换热管束油腔分设成5－10个油室，并使油作回旋流动，与目前使用标准型管式换热器相比，热交换时间延长了4－8倍，换热效率提高5－10倍。

7、低能分子的均匀分配和平衡。为使冷气流的低能分子能均匀分布在换热器Ⅱ的前腔、换热管束油腔、后腔三个空间内，且能保持一定的密度作稳定有序的流动，在前、后腔分别设置有能量分配阀组和能量平衡板，能量分配阀阀体由多个受压力限量自动调节开度大小的阀门组成，对低能分子的流动方向起到合理的导向和均匀的分配；平衡板采用PT非金属柔性材料制成，可同时对三个空间气流压力的不均衡状态起到缓冲作用和自动调节功能。