CN101324235B - 恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机。所要解决的技术问题是提供一种涡旋压缩机整机处在几近恒低温的工作状态的全无油涡旋空气压缩机，动盘和定盘在压缩工作中，几乎没有金属热膨胀的影响，涡旋压缩机的压缩比更大，涡旋型线高度成倍提高，涡旋压缩机的转速可大幅提高。解决该问题的技术方案是：动盘上设有动盘内嵌冷却盘管，定盘上设有定盘内嵌冷却盘管，所述动盘内嵌冷却盘管通过一连通件与外部的冷干器系统导通，所述定盘通过其上设置的定盘冷却出口接管使定盘内嵌冷却盘管与外部的冷干器系统导通，动盘冷却通道和定盘冷却通道通过串联接管串接成整体，所述偏心小轴两端设置高压轴封。本发明可用于大、中、小型气体压缩机制造领域。
Description
技术领域
本发明涉及全无油涡旋空气压缩机，尤其是一种恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机。适用于大、中、小型气体压缩机制造领域。
背景技术
目前涡旋式空气压缩机产品化的排气量均比较小，全无油涡旋空压机商品化的单机头最大排气量小于1M3/min；喷油或喷水涡旋空压机的单机头最大排气量约3M3/min，这是全世界压缩机行业认为涡旋压缩机难以替代其他高能耗、高噪音压缩机的更本所在，超过以上排量的涡旋空压机都是由数台组合而成。
涡旋式压缩机的结构决定该机型在压缩过程中不允许压缩机部件金属受热引起的热膨胀过大，通常只能在0.05mm以内，不然在压缩运动过程中，涡旋动定盘之间会严重干涉磨损，直至咬死毁坏。这也就造成涡旋空压机的涡旋型线不能高，使涡旋压缩机的排气量受到极大的限制，尤其是全无油涡旋压缩机更无法克服排气量的限制，造成全无油涡旋压缩机的低噪音、高可靠性、低能耗等优点无法在压缩机应用领域很好地发挥作用。这不仅是压缩机业内的遗憾，也是广大压缩机用户的失望。但是无论是能耗、噪音、可靠性、体积等压缩机的各项指标，尤其是全无油涡旋压缩机的品质代表的是最新一代的压缩机机型，突破排量的制约成为行内的期盼。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，力图解决涡旋压缩机机头的间壁式制冷冷却技术，使涡旋压缩机整机处在几近恒低温的工作状态，使动盘和定盘在压缩工作中，几乎没有金属热膨胀的影响，涡旋压缩机的压缩比可以更大，涡旋型线高度可以成倍提高，涡旋压缩机的转速可大幅提高，最终突破涡旋压缩机无法大型化的制约。本发明的另一目的是使产品结构简单、易于实现。
本发明所采用的技术方案是：一种恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，具有机架、定盘和动盘，定盘和机架固定，主轴和偏心小轴的偏心距相同，主轴通过主轴小轴承和主轴大轴承固定在机架上，并通过滚针轴承带动动盘运动，偏心小轴通过双轴承和动盘小轴承与机架和动盘固定，其特征在于：动盘上设有动盘内嵌冷却盘管，定盘上设有定盘内嵌冷却盘管，所述动盘内嵌冷却盘管通过一连通件与外部的冷干器系统导通，所述定盘通过其上设置的定盘冷却出口接管使定盘内嵌冷却盘管与外部的冷干器系统导通，动盘冷却通道和定盘冷却通道通过串联接管串接成整体，所述偏心小轴两端设置高压轴封。
所述定盘上设置的定盘冷却进口接管和定盘冷却出口接管与定盘内嵌冷却盘管导通，定盘冷却进口接管通过串联接管与动盘冷却通道连通，定盘冷却出口接管与外部冷干器冷媒回流管连通。
所述偏心小轴为中空偏心小轴，其最佳数为3个，其中两个开设对穿导流孔作为所述连通件和动盘内嵌冷却盘管导通，其中一根中空偏心小轴的一端经机架上设置的动盘冷却管进口连接盖与冷干器冷媒出口管连通，另一根中空偏心小轴的一端通过动盘冷却管出口连接盖与串联接管连通。
所述偏心小轴为实心偏心小轴，其最佳数为3个，所述连通件为两根分别和动盘内嵌冷却盘管之进出口相连通的柔性冷却接管，其中一根柔性冷却接管一头与动盘冷却进口接管相连接，另一头与冷干器冷媒出口管连接，另一根柔性冷却接管的一头与动盘冷却出口接管相连接，另一头与串联接管连通。
本发明动盘冷却通道和定盘冷却通道通过动盘冷却管出口连接盖和定盘冷却进口接管之间的串联接管连通，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。也可以是动盘冷却通道和定盘冷却通道通过与动盘冷却出口接管连接的柔性冷却接管和定盘冷却进口接管之间的串联接管连通，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。
在所述动盘冷却进口接管和动盘冷却出口接管的外面加设高频管接头。
本发明的有益效果是：由于本发明冷却涡旋压缩机头是采用冷却效果最好的制冷方式进行的恒低温冷却，所以整机在压缩过程中处于恒低温工作状态，并且涡旋压缩机成为具有边压缩边高效冷却的功效，使同等压缩比，同等排气量下压缩机排气口的排气温度大幅度下降，使压缩机的功耗也相应减少，这不仅使涡旋压缩机得以突破排量小的制约，更重要的是，整机恒低温下工作有利于机械传动的平稳，使恒低温冷却涡旋压缩机的震动磨损更低、噪音更小、整机寿命更长。并且恒低温冷却涡旋压缩机系统已经具备冷冻干燥的功能，对于需要干燥空气源的客户不再需要配置冷干机，真正实现压缩冷干一体化设计，节省能耗，节省空间，节省成本。其中意义最大的是突破涡旋压缩机传统结构无法大排量的制约，使全无油涡旋压缩技术的环保节能低噪的优异性能可以全面替代高噪音、高能耗、污染环境的其他类型的压缩机，造福人类。
附图说明
图1是本发明实施例1的主剖视图。
图2是实施例1的工作原理图。
图3是本发明实施例2的主剖视图。
图4是实施例2的工作原理图。
具体实施方式
实施例1，如图1、图2所示，本例是一台水冷恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，它具有机架3、定盘1和动盘2，定盘1和机架3固定，主轴11和偏心小轴的偏心距相同，主轴通过主轴小轴承12和主轴大轴承13固定在机架3上，并通过滚针轴承15带动动盘运动，偏心小轴通过双轴承5和动盘小轴承7与机架3和动盘2固定。电机通过皮带轮24传动驱动主轴11带动动盘2高速摆动，和直接固定在机架上的定盘1，构成气体压缩机构，将空气从进气接管18吸入，将压缩气体从排气接管21排出。
本发明的特点是动盘2上设有动盘内嵌冷却盘管22，定盘1上设有定盘内嵌冷却盘管23，所述动盘内嵌冷却盘管22通过一连通件与外部的冷干器系统26导通，定盘通过其上设置的定盘冷却出口接管20使定盘内嵌冷却盘管23与外部的冷干器系统26导通，偏心小轴两端设置高压轴封6，以防止冷媒泄漏，动盘冷却通道和定盘冷却通道通过串联接管32串接成整体。
所述定盘1上设置的定盘冷却进口接管19和定盘冷却出口接管20与定盘内嵌冷却盘管23导通，构成了定盘冷却通道，定盘冷却进口接管19通过串联接管32与动盘冷却通道连通，定盘冷却出口接管20与外部冷干器冷媒回流管28连通。
本例采用的偏心小轴为中空偏心小轴10，其最佳数为3个，其中两个开设对穿导流孔31作为所述连通件和动盘内嵌冷却盘管22导通，构成了动盘冷却通道，其中一根中空偏心小轴的一端经机架3上设置的动盘冷却管进口连接盖9与冷干器冷媒出口管27连通，另一根中空偏心小轴10(图中未显示)的一端通过动盘冷却管出口连接盖25与串联接管32连通。
本例的动盘冷却通道和定盘冷却通道是通过动盘冷却管出口连接盖25和定盘冷却进口接管19之间的串联接管32来连通的，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。将涡旋压缩机变成间壁式的冷媒蒸发器，使流经动盘内嵌冷却盘管22和定盘内嵌冷却盘管23的液态冷媒将另一侧的压缩空气产生的热量和压缩机机械摩擦产生的热量吸收，冷媒恒温气化循环带出压缩机，确保压缩机整体处于恒低温工作状态。
本例的恒低温冷却工作原理是：冷干器系统26的循环液体冷媒经冷媒出口管27接入动盘冷却管进口连接盖9，穿过中空偏心小轴10的导流孔31，进入动盘内嵌冷却盘管22，再经另一根中空偏心小轴10和动盘冷却管出口连接盖25引出，经串联接管32和定盘冷却进口接管19连接到定盘内嵌冷却盘管23，将动盘2和定盘1的热量吸收，蒸发成冷媒气体再从定盘冷却出口接管20进入冷干器冷媒回流管28回到冷干器系统26进行循环压缩冷凝，实现压缩机的恒低温冷却，使压缩空气在涡旋压缩腔内边压缩边高效冷却，使压缩气体的排气出口温度大大低于常规的压缩机，同时控制压缩机的整机处在几乎没有金属热膨胀的工作状态下，使涡旋压缩机的螺线高度可以大幅度提高，转速也可大幅度提高，实现大排量的设计。
实施例2，如图3、图4所示，本例是一台柔性冷却接管恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，本例与实施例1不同的是，所述偏心小轴为实心偏心小轴37，其最佳数为3个，所述连通件为两根分别和动盘内嵌冷却盘管22之进出口相连通的柔性冷却接管35，构成了动盘冷却通道，其中一根柔性冷却接管35一头与动盘冷却进口接管33相连接，另一头与冷干器冷媒出口管27连接，另一根柔性冷却接管35的一头与动盘冷却出口接管34相连接，另一头与串联接管32连通，该串联接管32的另一端接至定盘冷却通道(本例的定盘冷却通道与实施例1相同)，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。
由于动盘2在高速摆动时，易引起柔性冷却接管35与动盘冷却进口接管33和动盘冷却出口接管34连接点的疲劳，造成断裂，因此需要在动盘冷却进口接管33和动盘冷却出口接管34的外面加设高频管接头36，以防止发生断裂。
本例的优点是无需对偏心小轴进行轴封，冷媒防泄漏的可靠性得以提高。
与本发明压缩机有密切联系的外部冷干器系统26请参见图2、图4，它包括了与压缩机之中空偏心小轴10上的导流孔31(或柔性冷却接管35)相连通的冷干器冷媒出口管27、与定盘冷却出口接管20相连通的冷干器冷媒回流管28、与排气接管21连通的冷干器压缩空气进气管29，该冷干器系统26还包括了蒸发器(44)、水冷凝器(42)、制冷压缩机(41)、压力控制器(40)、干燥过滤器(39)、膨胀阀(38)和电气控制(43)，蒸发器(44)的输入口通过冷干器冷媒回流管(28)与定盘冷却出口接管20连通，从该接管输出的热的冷媒气体经蒸发器44、制冷压缩机41、水冷凝器42冷却冷凝成液体后，通过压力控制器40控制，再经干燥过滤器39、膨胀阀38、冷干器冷媒出口管27输入到动盘冷却通道，进入下一个循环。
Claims (7)
1.一种恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，具有机架(3)、定盘(1)和动盘(2)，定盘和机架固定，主轴(11)和偏心小轴的偏心距相同，主轴通过主轴小轴承(12)和主轴大轴承(13)固定在机架(3)上，并通过滚针轴承(15)带动动盘运动，偏心小轴通过双轴承(5)和动盘小轴承(7)与机架和动盘固定，其特征在于：动盘(2)上设有动盘内嵌冷却盘管(22)，定盘(1)上设有定盘内嵌冷却盘管(23)，所述动盘内嵌冷却盘管(22)通过一连通件与外部的冷干器系统导通，所述定盘通过其上设置的定盘冷却出口接管(20)使定盘内嵌冷却盘管(23)与外部的冷干器系统导通，动盘冷却通道和定盘冷却通道通过串联接管(32)串接成整体，所述偏心小轴两端设置高压轴封(6)。
2.根据权利要求1所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述定盘(1)上设置的定盘冷却进口接管(19)和定盘冷却出口接管(20)与定盘内嵌冷却盘管(23)导通，定盘冷却进口接管(19)通过串联接管(32)与动盘冷却通道连通，定盘冷却出口接管(20)与外部冷干器冷媒回流管(28)连通。
3.根据权利要求1或2所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述偏心小轴为中空偏心小轴(10)，其个数为3个，其中两个开设对穿导流孔(31)作为所述连通件和动盘内嵌冷却盘管(22)导通，其中一根中空偏心小轴的一端经机架(3)上设置的动盘冷却管进口连接盖(9)与冷干器冷媒出口管(27)连通，另一根中空偏心小轴的一端通过动盘冷却管出口连接盖(25)与串联接管(32)连通。
4.根据权利要求1或2所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：所述偏心小轴为实心偏心小轴(37)，其个数为3个，所述连通件为两根分别和动盘内嵌冷却盘管(22)之进出口相连通的柔性冷却接管(35)，其中一根柔性冷却接管一头与动盘冷却进口接管(33)相连接，另一头与冷干器冷媒出口管(27)连接，另一根柔性冷却接管的一头与动盘冷却出口接管(34)相连接，另一头与串联接管(32)连通。
5.根据权利要求3所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：动盘冷却通道和定盘冷却通道通过动盘冷却管出口连接盖(25)和定盘冷却进口接管(19)之间的串联接管(32)连通，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。
6.根据权利要求4所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：动盘冷却通道和定盘冷却通道通过与动盘冷却出口接管(34)连接的柔性冷却接管(35)和定盘冷却进口接管(19)之间的串联接管(32)连通，形成压缩机动盘和定盘的整体冷却通道。
7.根据权利要求6所述的恒低温冷却全无油涡旋空气压缩机，其特征在于：在所述动盘冷却进口接管(33)和动盘冷却出口接管(34)的外面加设高频管接头(36)。
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