本發(fā)明大體涉及基于壓縮機(jī)的熱力閥單元(thermalvalveunit)，并且更尤其地但不排他地涉及根據(jù)另一流體的檢測到的溫度控制流體的通道的熱力閥單元。

背景技術(shù)：

給在壓縮過程中使用潤滑油的壓縮系統(tǒng)提供處于合適的溫度下的潤滑油仍然是關(guān)心的領(lǐng)域。一些現(xiàn)有的系統(tǒng)相對(duì)于某些應(yīng)用具有各種缺點(diǎn)。因此，在該技術(shù)領(lǐng)域中仍然存在對(duì)于進(jìn)一步貢獻(xiàn)的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是獨(dú)特的熱力閥單元。其它的實(shí)施例包括用于基于另一流體的溫度促動(dòng)用于輸送一種流體的通道的設(shè)備、系統(tǒng)、裝置、硬件、方法以及組合。本申請(qǐng)的此外的實(shí)施例、方式、特征、方面、益處和優(yōu)點(diǎn)應(yīng)從此處提供的說明書和圖中將變得顯而易見。

附圖說明

圖1描繪了現(xiàn)有技術(shù)的熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖2描繪了現(xiàn)有技術(shù)的熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖3描繪了熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖4描繪了在管道之上的熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖5描繪了熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖6描繪了在管道之上的熱力閥單元的一個(gè)實(shí)施例。

圖7描繪了連同壓縮系統(tǒng)一起使用的熱力閥單元的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的原理的理解的目的，現(xiàn)在將參考在附圖中所圖示的實(shí)施例，并且將使用專用語言來描述所述實(shí)施例。然而將理解的是，不因此旨在限制本發(fā)明的范圍。在描述的實(shí)施例中的任何變化和進(jìn)一步的改型以及如在本文中描述的本發(fā)明的原理的任何其他的應(yīng)用是預(yù)期的，如本發(fā)明涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員通常將想到的那樣。

參考圖1和圖2，圖示了現(xiàn)有技術(shù)的熱力閥單元50。熱力閥單元50能夠連同可用于例如為設(shè)施提供壓縮空氣源的壓縮系統(tǒng)(未示出)一起使用。在一個(gè)非限制性的實(shí)施例中，壓縮系統(tǒng)包括充油式螺桿壓縮機(jī)，在其中油結(jié)合螺桿壓縮機(jī)的機(jī)械壓縮元件一起使用以協(xié)助空氣的壓縮過程。在一些情形下期望當(dāng)連同機(jī)械壓縮元件一起使用時(shí)在熱方面使油處于其既不太冷也不太熱的狀態(tài)下。太冷的油可將水蒸汽從待被壓縮的氣流中冷凝出來，導(dǎo)致在系統(tǒng)中的不期望的數(shù)量的液態(tài)水。太熱的油可降低壓縮機(jī)性能。

熱力閥單元50構(gòu)造成安裝在相鄰的壓縮機(jī)管道的相應(yīng)的端部之間，并且包括底座52，該底座52實(shí)質(zhì)上為環(huán)形的且構(gòu)造成安裝在鄰近的管道的端部之間。環(huán)形地成形的底座的周向范圍包括第一軸向鄰接側(cè)邊54，其與第二軸向鄰接側(cè)邊56相對(duì)而置，其中相應(yīng)的鄰接側(cè)邊54和56接觸相鄰的鄰近的管道的相應(yīng)的端部。底座包括構(gòu)造成容納緊固部件例如螺栓的孔58，該緊固部件通過相應(yīng)的孔安裝在壓縮機(jī)管道的法蘭中。

現(xiàn)有技術(shù)的熱力閥單元50還包括：熱響應(yīng)元件60，該熱響應(yīng)元件60延伸到管道的流體流動(dòng)流中并且該熱響應(yīng)元件60與閥62機(jī)械地連接；和包括一系列內(nèi)部通道的罩殼，所述內(nèi)部通道依賴于閥62的運(yùn)動(dòng)可選擇性地打開和關(guān)閉，該閥62由熱響應(yīng)元件的溫度響應(yīng)促動(dòng)。通向和離開罩殼的流體通道包括來自蓄貯槽的油(標(biāo)記為參考箭頭68)、到油冷卻器的油(標(biāo)記為參考箭頭70)、從油冷卻器返回的油(標(biāo)記為參考數(shù)字66)以及輸出到壓縮機(jī)的油(標(biāo)記為參考數(shù)字64)。依賴于閥的位置，油能夠從68流到64，或能夠從68穿過70離開，從66返回，并且然后流到64。

圖2描繪了在圖1中圖示的實(shí)施例的剖視圖。在一種操作模式中，通道能夠構(gòu)造成通過熱響應(yīng)閥的動(dòng)作以將從壓縮機(jī)的蓄貯槽返回的相對(duì)熱的油引導(dǎo)到油冷卻器以用于后續(xù)的冷卻。在另一種操作模式中，從油蓄貯槽返回的油能夠被引導(dǎo)繞過油冷卻器并且直接返回到壓縮機(jī)以用于在壓縮過程中的進(jìn)一步使用。閥62包括孔72，當(dāng)熱響應(yīng)元件60推動(dòng)滑閥元件62到如在圖中看到的右側(cè)時(shí)，該孔72通向通道66。閥元件62是中空的以當(dāng)孔72由環(huán)繞的閥體封閉時(shí)允許油從68經(jīng)由孔74直接行進(jìn)到64。閥體在76處擴(kuò)大以允許油從68前進(jìn)到70，然后通過66返回以在離開64前流動(dòng)通過孔72。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3和圖4，本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例包括熱力閥單元78，該熱力閥單元78并非如在上面的實(shí)施例中那樣裝配在管道部段之間，而是裝配在單個(gè)的管道部段80之上。熱力閥單元78固定在壓縮機(jī)導(dǎo)管的外區(qū)段上，并且安置在處于壓縮機(jī)導(dǎo)管80的端部82和84中間的位置處。在一種方式中端部82和84的一個(gè)或兩者能夠包括法蘭(圖4顯示了這樣的實(shí)施例，即在其中兩個(gè)端部都有法蘭)，該法蘭允許管道附接到其它的結(jié)構(gòu)，例如子系統(tǒng)的入口或出口，附接到另一壓縮機(jī)導(dǎo)管等等。在一個(gè)非限制性的方式中壓縮機(jī)導(dǎo)管能夠在一端附接到壓縮機(jī)罩殼的出口，并且在另一端附接到分離器系統(tǒng)。

熱力閥單元78用于調(diào)節(jié)在充油式壓縮機(jī)(圖4中未示出，但是在下面將討論其簡圖)中的油的溫度。在充油式壓縮機(jī)中，期望的是使用具有足夠的溫度以避免在用于壓縮的空氣流中包含的水蒸汽的冷凝但并不足夠熱而影響壓縮效率的油。因此，在一些情況中能夠期望的是，在油的溫度低的那些時(shí)段期間(諸如例如在啟動(dòng)或低環(huán)境溫度條件期間)避免油熱交換器的使用，但是當(dāng)油的溫度足夠熱而影響壓縮效率時(shí)(諸如例如在升溫后和/或在熱環(huán)境條件期間)，有意地使用已經(jīng)行進(jìn)經(jīng)過油冷卻器/熱交換器的油。

熱力閥單元78能夠包括與上面在圖2中顯示的相同的特征中的多個(gè)。例如，熱力閥單元78包括突出到壓縮空氣的流動(dòng)流中的熱響應(yīng)元件60，位于罩殼86內(nèi)部的閥62，結(jié)合閥體操作以選擇性地打開和關(guān)閉內(nèi)部通道的孔(例如72和74)，以及允許油在如上面討論的部件之間流動(dòng)的開口64，66，68和70。熱力閥單元78包括底座88，該底座88能夠用于在罩殼86和壓縮機(jī)管道88中間固定單元78就位。

雖然在圖3中的熱響應(yīng)元件60顯示成從熱力閥單元78的底座88突出并且突出到在壓縮機(jī)管道80內(nèi)的壓縮空氣的流動(dòng)流中，但并非所有的實(shí)施例都需要暴露于流動(dòng)流。例如，在一些實(shí)施例中中間結(jié)構(gòu)能夠用于提供在管道80中的流體到閥之間的熱連通，但另外防護(hù)熱力閥單元78免于接觸流體。例如，熱傳導(dǎo)材料能夠暴露于流體，并且另外提供在流體和熱響應(yīng)元件60之間的導(dǎo)熱性。這樣的熱傳導(dǎo)材料能夠暴露于在管道中的流體，而熱響應(yīng)元件60徑向地位于熱力閥的罩殼86的周邊內(nèi)部。也設(shè)想了其它的布置。

底座88能夠采取如在圖3中描繪的法蘭90的形式，緊固裝置(例如螺栓)能夠穿過該法蘭90將底座88固定到管道80。底座88具有任何數(shù)目的穿過其中的通孔以允許插入緊固裝置例如螺栓以將底座固定到管道。在一些附加的和/或備選的實(shí)施例中，底座能夠以化學(xué)的方式或以冶金的方式聯(lián)結(jié)到管道。這樣的冶金的聯(lián)結(jié)能夠包括多種技術(shù)，例如但不限于焊接和銅焊。

底座88包括接合表面(例如在圖3中描繪的底座88的下側(cè))，該接合表面通常布置成橫向于熱響應(yīng)元件60的軸線。在一些方式中底座88的下側(cè)能夠附加地和/或備選地包括在接合表面中的凹部，密封件例如但不限于o形環(huán)能夠放置到該凹部中以為管道80提供不透流體密封。

在一些方式中，如在圖示的實(shí)施例中，底座88是比位于罩殼86和底座88之間的中間的頸狀部92具有更大的占用空間(footprint)的部件。在圖示的實(shí)施例中的頸狀部92包括圓形的橫截面形狀，但在其它的實(shí)施例中能夠呈現(xiàn)不同的形狀。在一些備選的實(shí)施例中，底座88能夠是罩殼86的底側(cè)，從而頸狀部92完全不存在。

依賴于在任何給定的情況下的需要，底座88能夠是彎曲的或平坦的，并且在一些形式中能夠成形為與在管道80上的凸起連接。在底座88是彎曲的那些實(shí)施例中，底座88可僅僅部分地在管道80周圍延伸，從而底座能夠直接地固定到管道80而不需要在管道的端部上軸向地滑動(dòng)并且滑動(dòng)到其緊固位置中。

在圖示的實(shí)施例中描繪的罩殼86在橫截面上能夠是正方形并且沿罩殼86的長度具有基本上相同的外部尺寸，但是在此也設(shè)想了其它的形狀和尺寸。例如，罩殼86能夠是圓形、錐形、或任何其它幾何或非幾何形狀。如在圖示的實(shí)施例中顯示的那樣罩殼86呈現(xiàn)了矩形形狀。

罩殼86能夠在使用多種技術(shù)的情況下由多種材料制成。在一個(gè)方式中罩殼86能夠由沖壓金屬板狀構(gòu)造制成，閥體安置到該沖壓金屬板狀構(gòu)造中以提供內(nèi)部，或者該罩殼86能夠除了很多其它的方法和材料類型之外鑄造成凈形或近凈形。在閥體位于罩殼86的外部部分內(nèi)的那些實(shí)施例中，這樣的外部部分能夠稱為殼體，在該殼體內(nèi)存在有熱力閥單元78的各種其它的通道和部件。貫穿罩殼殼體能夠具有恒定的厚度。在一些方式中殼體包括可用于結(jié)構(gòu)性地支撐罩殼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

罩殼86建造成位于管道80外部并且在一些應(yīng)用中能夠在沒有遮蓋物的幫助的情況下暴露于環(huán)境條件。在這些應(yīng)用中壓縮機(jī)單元可不具有整體罩殼，壓縮機(jī)單元的部件中的一些或全部例如馬達(dá)、壓縮機(jī)、管路等等位于該總體罩殼內(nèi)。

在一些實(shí)施例中罩殼86能夠具有安裝成促進(jìn)與導(dǎo)管/管路/管道/通道等等的連接的配件。配件能夠呈現(xiàn)多種形式。在一些實(shí)施例中罩殼86能夠包括預(yù)成形的孔，通過該孔能夠做出螺栓連接以引導(dǎo)油到不同的部件例如油蓄貯槽、油熱交換器等等/從不同的部件例如油蓄貯槽、油熱交換器等等引導(dǎo)油。

管道80能夠用于工業(yè)目的例如產(chǎn)生通過上面討論的壓縮系統(tǒng)制得的壓縮空氣。管道80包括用于大量運(yùn)輸壓縮空氣(并且可能壓縮空氣和油的混合物)的貫穿通道，如上文討論的那樣。管道80也能夠包括在其外部圓柱形表面中的開口，該開口允許熱力閥單元78暴露于橫穿管道80的流體。這樣的開口能夠以上面提及的凸起為邊界，并且在大多數(shù)實(shí)施例中通常位于管道的端部之間。在管道80中的開口能夠部分地在管道80的外部部分周圍周向地延伸。

管道80的部段能夠?yàn)槿魏伍L度(例如從若干英寸到若干英尺)，并且能夠是包括筆直管道部段和彎曲管道部段的任何構(gòu)造。在一些方式中管道80形成為在兩個(gè)其它大的管道部段之間軸向地延伸的聯(lián)接裝置。

如上面討論的那樣，管道80能夠包括安裝表面94，閥單元78將聯(lián)接在該安裝表面94上。安裝表面能夠是彎曲的或平坦的。在圖4中顯示的安裝表面94描繪為具有相對(duì)平坦的表面形狀的凸起，但是在此也設(shè)想了其它的形式。例如，安裝表面94能夠呈現(xiàn)管道部段的常規(guī)的外表面的形式。在一些方式中底座能夠在沒有凸起的情況下直接連接管道，在該情況中底座88可具有相對(duì)于管道的外部互補(bǔ)的形狀。在管道80上的凸起能夠由多種材料制成。在一種方式中在管道80上的凸起由與管道80不同的材料制成并且隨后聯(lián)結(jié)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5和圖6，顯示了熱力閥單元78的一個(gè)備選的實(shí)施例，其包括形成的凹口96。這樣的凹口96能夠形成在罩殼96中。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，固定在管道部段80之上的熱力閥單元78的一個(gè)實(shí)施例能夠集成到具有多種部件(其中一些在上面討論過)的壓縮系統(tǒng)100中。壓縮系統(tǒng)能夠包括充油式螺桿壓縮機(jī)102，該充油式螺桿壓縮機(jī)102接收待被壓縮并且運(yùn)送到用戶的空氣104。壓縮機(jī)102將壓縮空氣和油的混合流提供到分離器106，該分離器106提供壓縮空氣輸出108和分離的油流110。在將油引導(dǎo)到熱力閥單元78前，油流110被提供到收集油的油蓄貯槽112。基于橫向穿過管道80的空氣的溫度，熱力閥單元78能夠促使將油從油蓄貯槽112直接引導(dǎo)到過濾器114，或者在將油運(yùn)送到過濾器114之前將油引導(dǎo)到熱交換器116(例如油冷卻器)。在運(yùn)送油用于在壓縮機(jī)102中使用之前，過濾器114能夠?qū)⑽廴疚飶挠鸵瞥?。熱力閥單元78固定在其上的管道部段80能夠代表位于壓縮機(jī)102的下游或上游的部段。

本申請(qǐng)的一個(gè)方面提供了一種設(shè)備，該設(shè)備包含壓縮機(jī)熱力閥單元，該壓縮機(jī)熱力閥單元具有：熱力閥罩殼，該熱力閥罩殼具有外殼體，該外殼體包含多個(gè)孔，流體能夠橫越穿過這些孔，罩殼包圍具有與多個(gè)孔流體連通的多個(gè)通道的內(nèi)部，來自所述孔的流體能夠穿過該多個(gè)通道；底座，該底座靠近熱力閥的端部布置并且構(gòu)造成當(dāng)熱力閥固定在壓縮空氣系統(tǒng)管道時(shí)支撐熱力閥，該底座具有從底表面延伸的厚度和由橫向長度部分地限定的占用空間，該底座的底表面具有與管道的外側(cè)表面互補(bǔ)的形狀，其中厚度小于橫向長度，并且其中橫向長度沿管道的軸向方向延伸；以及熱力閥，該熱力閥具有聯(lián)接到熱響應(yīng)元件的閥體，所述閥體構(gòu)造成響應(yīng)熱響應(yīng)元件的激勵(lì)而運(yùn)動(dòng)以打開和關(guān)閉在熱力閥罩殼內(nèi)的多個(gè)通道中的一個(gè)或多個(gè)。

本申請(qǐng)的特征此外包括布置在熱力閥罩殼和底座之間的頸狀部，其中頸狀部包括小于熱力閥罩殼的橫截面面積和熱力閥底座的橫截面面積的橫截面面積。

本申請(qǐng)的另一特征此外包括，其中外殼體包括多個(gè)相對(duì)而置的面，所述多個(gè)孔形成在這些相對(duì)而置的面內(nèi)。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括管道，熱力閥單元固定到該管道，所述管道具有入口和出口以及允許從入口流到出口的流體接觸熱力閥單元的一部分的側(cè)向開口孔。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括布置在底座和外側(cè)表面之間的密封件。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中外部側(cè)面包括凸起底座在該凸起之上，其中密封件是o形環(huán)，并且其中o形環(huán)布置在所述凸起和底座之間。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括壓縮機(jī)、油過濾器以及油熱交換器。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中熱力閥單元是與管道分別制造的整體式獨(dú)立的部件。

本申請(qǐng)的另一方面包括設(shè)備，該設(shè)備包含：用于連同壓縮機(jī)一起使用并且具有罩殼的壓縮機(jī)閥單元，在該罩殼內(nèi)含有多個(gè)可重新配置的(reconfigurable)流體流動(dòng)路徑；溫度響應(yīng)元件，該溫度響應(yīng)元件布置在壓縮機(jī)閥單元內(nèi)并且聯(lián)接到可動(dòng)的閥構(gòu)件，所述溫度響應(yīng)元件構(gòu)造成促動(dòng)可動(dòng)的閥構(gòu)件從第一位置到第二位置，所述第一位置將主入口連接到主出口，所述第二位置將主入口連接到熱交換器輸出端口并且將熱交換器輸入端口連接到主出口；以及安裝底座，該安裝底座布置在壓縮機(jī)閥單元的端部處用于與壓縮機(jī)管道的外部連接，所述安裝底座在周向方向和軸向方向上具有橫向的周邊，帶有大小設(shè)計(jì)成封閉形成在壓縮機(jī)管道的外表面中的附屬開口的尺寸，所述附屬開口橫向于壓縮機(jī)管道的總體流體流動(dòng)路徑(bulkfluidflowpath)定向。

本申請(qǐng)的特征此外包括，其中安裝底座包括構(gòu)造成容納密封構(gòu)件的凹部，其中管道實(shí)質(zhì)上是環(huán)形的，安裝底座構(gòu)造成安裝到管道，并且其中安裝底座形成非環(huán)形的形狀。

本申請(qǐng)的另一特征此外包括，其中安裝底座是平面的并且包括凹槽，密封構(gòu)件能夠安裝到該凹槽中。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括其中可重新配置的流體流動(dòng)路徑與主入口、主出口、熱交換器輸出端口以及熱交換器輸入端口處于流體連通中，并且其中罩殼包括多個(gè)面，主入口、主出口、熱交換器輸出端口以及熱交換器輸入端口位于這些面內(nèi)。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中罩殼在橫截面形狀上是四邊形的，從而主入口、主出口、熱交換器輸出端口以及熱交換器輸入端口分散在罩殼周圍，并且其中壓縮機(jī)閥單元此外包括在罩殼和安裝底座之間的頸狀部。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括具有內(nèi)部通道的管道，所述內(nèi)部通道構(gòu)造成在在管道的任一端部上的相對(duì)而置的開口之間運(yùn)輸流體，所述管道此外包括附屬開口。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中壓縮機(jī)管道的外表面此外包括凸起，壓縮機(jī)閥單元附接到該凸起。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中凸起包括平面的安裝表面，其中安裝底座包括平面的底座表面，并且其中所述平面的底座表面構(gòu)造成直接安裝到所述凸起的平面的安裝表面。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括壓縮機(jī)、油過濾器以及油熱交換器。

本申請(qǐng)的另一個(gè)方面包括一種方法，該方法包括：提供管道，該管道具有：由相對(duì)而置的管道端部限定的管道部段，所述相對(duì)而置的管道端部具有相應(yīng)的開口，流體能夠穿過該開口；和形成在管道的表面中的橫向開口，所述橫向開口在相對(duì)而置的管道端部之間延伸；在管道部段的外部之上安裝熱力閥單元，所述熱力閥單元具有暴露于在管道的內(nèi)部內(nèi)的流體的溫度響應(yīng)構(gòu)件，所述溫度響應(yīng)構(gòu)件能夠依據(jù)溫度的改變促動(dòng)閥體，由于接觸，利用熱力閥單元的底座遮蓋形成在管道的表面中的橫向開口，從而熱力閥單元大部分地(predominately)擱置在其外部，并且將多個(gè)導(dǎo)管連接到形成在熱力閥單元的罩殼中的互補(bǔ)的開口。

本申請(qǐng)的特征此外包括在熱力閥單元和橫向開口之間安裝密封裝置。

本申請(qǐng)的另一特征此外包括，其中密封裝置為o形環(huán)，并且其中所述聯(lián)接包括旋轉(zhuǎn)有螺紋的聯(lián)接器(coupler)以將多個(gè)導(dǎo)管中的至少一個(gè)固定到熱力閥單元。

本申請(qǐng)的再另一個(gè)特征此外包括，其中所述安裝包括將溫度響應(yīng)構(gòu)件插入到管道的內(nèi)部流體通道空間中，所述內(nèi)部流體通道空間在相對(duì)而置的管道端部之間延伸，并且其此外包括將凸起固定到管道部段，所述凸起形成管道的橫向開口。

雖然已經(jīng)在附圖和之前的描述中詳細(xì)地圖示并且描述本發(fā)明，本發(fā)明應(yīng)被視作在本質(zhì)上是說明性的而且非限制性的，理解的是，僅僅已經(jīng)顯示和描述優(yōu)選的實(shí)施例并且在本發(fā)明的精神內(nèi)的所有變化和改型是期望被保護(hù)的。應(yīng)當(dāng)理解的是，雖然在上面的描述中使用諸如可優(yōu)選的、優(yōu)選地、優(yōu)選的或更優(yōu)選的詞語表示這樣的描述的特征可為更期望的，但是這可不是必要的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可設(shè)想缺乏這些特征的實(shí)施例，所述范圍由所附權(quán)利要求限定。在閱讀權(quán)利要求時(shí)，旨在當(dāng)使用諸如“一”、“一個(gè)”、“至少一個(gè)”或“至少一部分”的詞語時(shí)，不旨在限制權(quán)利要求為僅有一個(gè)物品，除非在權(quán)利要求中有明確的相反陳述。當(dāng)使用語言“至少一部分”和/或“一部分”時(shí)，物品可包括一部分和/或整個(gè)物品，除非有明確的相反陳述。除非以其他方式規(guī)定或限制，措辭“安裝”、“連接”、“支撐”和“聯(lián)接”以及其變型被寬泛地使用，并且包含直接和非直接地安裝、連接、支撐和聯(lián)接。此外，“連接”和“聯(lián)接”不局限于物理的或機(jī)械的連接或聯(lián)接。