CN103807169B - 涡旋式压缩机主机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压缩机主机，尤其是一种涡旋式压缩机主机。本发明提供了一种具有良好散热性能的涡旋式压缩机主机，包括静盘和动盘，所述静盘和动盘相互配合安装，还包括水冷结构和高压区水冷腔，所述水冷结构设置在静盘的背面，所述高压区水冷腔位于静盘的压缩腔中并在高压区涡旋型线内侧。在静盘上分别设置水冷结构和高压区水冷腔，当涡旋式压缩机主机工作时，就可以向水冷结构和高压区水冷腔中注入冷却水，利用冷却水带走主机摩擦产生的热量，有效的控制主机的温度。高压区水冷腔与压缩空气是隔离的，因此不必在最后分离介质，使得冷却的效率提高而且不会污染压缩区。整个压缩机主机可以采用对称结构，以获得较好的平衡能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种压缩机主机，尤其是一种涡旋式压缩机主机。
背景技术
涡旋压缩机是一种新型高效的流体机械，在各种气体压缩、制冷、空调、发动机增压以及增压泵等领域有着广阔的应用前景和市场。涡旋式压缩机是由一种或多种型线组合而成的固定涡旋盘和与之相匹配的呈偏心回转平动的运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。其上固定涡旋盘通常称为静盘，呈偏心回转平动的运动涡旋盘称为动盘。动盘在传动机构的作用下作平动，在平动的过程中动盘与静盘形成多个容积连续发生变化的压缩腔，从而压缩空气产生压缩气体。由于涡旋压缩机自身内部存在着许多高速运动的摩擦副，如动涡旋与静涡旋、曲轴与轴承、动涡旋与机壳、曲轴与机壳之间，这些高速运动的摩擦副加之空气压缩的过程中产生将产生大量的热量，这些热量的累积将会导致涡旋盘升温，由于涡旋盘金属的强度，弹性极限随温度的升高而降低，高温和变形严重时会使压缩腔内运动部件相互干涉,产生振动、噪音，降低压缩气体压力，增加气体泄漏，甚至导致涡旋压缩机寿命降低。目前对于涡旋压缩机中压缩腔冷却常采用在压缩空气中加入冷却介质（如水、油）的方法来带走压缩腔中的热量，然后使用油气分离装置分离出冷却液，但是由于油气分离装置不可能完全分离出压缩空气和冷却介质，冷却介质的加入不可避免的会污染压缩空气，且又增加后续油气分离设备的投入以及整体设备能耗。因此，涡旋式压缩机冷却机构应当具备不污染压缩气体并且节能、环保的特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好散热性能的涡旋式压缩机主机。
本发明解决其技术问题所采用的涡旋式压缩机主机，包括静盘和动盘，所述静盘和动盘相互配合安装，还包括水冷结构和高压区水冷腔，所述水冷结构设置在静盘的背面，所述高压区水冷腔位于静盘的压缩腔中并在高压区涡旋型线内侧。
进一步的是，所述高压区水冷腔的高压进水口和高压出水口位于两端部，并且高压进水口和高压出水口均与水冷结构相连通。
进一步的是，所述水冷结构为圆形水冷结构，并具有螺旋形的冷却流道。
进一步的是，所述水冷结构至少包括两组扇形冷却水道，每组扇形冷却水道包括至少两条同心的弧形水道，所有扇形冷却水道相互以静盘轴为对称轴，轴对称分布在静盘背面。
进一步的是，所述相邻两组扇形冷却水道之间相互连通。
进一步的是，每组扇形冷却水道均具有一个冷却进水口。
进一步的是，所述静盘设置有两个，分别称为前静盘和后静盘；所述动盘的两面均设置有做功部位，所述前静盘与后静盘分别与两个做功部位配合。
进一步的是，所述前静盘的水冷结构为圆形水冷结构，并具有螺旋形的冷却流道；所述后静盘的水冷结构至少包括两组扇形冷却水道，每组扇形冷却水道包括至少两条同心的弧形水道，所有扇形冷却水道相互以静盘轴为对称轴，轴对称分布在后静盘背面。
本发明的有益效果是：在静盘上分别设置水冷结构和高压区水冷腔，当涡旋式压缩机主机工作时，就可以向水冷结构和高压区水冷腔中注入冷却水，利用冷却水带走主机摩擦产生的热量，有效的控制主机的温度。高压区水冷腔与压缩空气是隔离的，因此不必在最后分离介质，使得冷却的效率提高而且不会污染压缩区。整个压缩机主机可以采用对称结构，以获得较好的平衡能力。前静盘和后静盘可根据不同情况设置不同的水冷结构，以满足安装的需要和冷却的需要。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是本发明另一视角的示意图；
图3是前静盘正面的示意图；
图4是前静盘背面的示意图；
图5是后静盘正面的示意图；
图6是后静盘背面的示意图；
图7是静盘的示意图；
图中零部件、部位及编号：后静盘1、前静盘2、圆形水冷结构3、扇形冷却水道4、螺旋形的冷却流道5、高压区水冷腔6、冷却进水口7、静盘8、高压进水口9、高压出水口10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。在各附图中隐藏了用于密闭各冷却水腔的端面盖板以显示本发明的内部结构。
如图1所示，本发明包括静盘8和动盘，所述静盘8和动盘相互配合安装，还包括水冷结构和高压区水冷腔6，所述水冷结构设置在静盘8的背面，所述高压区水冷腔6位于静盘8的压缩腔中并在高压区涡旋型线内侧。静盘8的背面即背向动盘的一面，此面由于位于主机的外面，因此可以采用各种类型的水冷结构进行冷却，水冷结构具有至少一个进水口和一个出水口，在工作时，向水冷结构的进水口中通入冷却水，利用水流带走热量。在静盘8的内部高压区，则可以采用高压区水冷腔6进行冷却，高压区水冷腔6具有高压进水口9和高压出水口10，在工作时，向进水口通入冷却水，使得主机的内部得到冷却。这样可以保证主机的温度在合适的范围内。
具体的，所述高压区水冷腔6的高压进水口9和高压出水口10位于两端部，并且高压进水口9和高压出水口10均与水冷结构相连通。此时，高压区水冷腔6的冷却水通过水冷结构进行供应，这样就避免了设置额外的管道，使得整个主机结构更紧凑，可靠性更高。在工作时，进入到水冷结构中的冷却水一部分进入到高压区水冷腔6中，从而直接冷却主机的内部，获得良好的冷却效果。
作为本发明的其中一种实施方式，所述水冷结构为圆形水冷结构3，并具有螺旋形的冷却流道5。圆形结构的水冷结构比较符合主机的安装要求，这种结构利于安装，利用螺旋形的冷却流道5可以逐渐冷却静盘。
作为本发明的另一种实施方式，所述水冷结构至少包括两组扇形冷却水道4，每组扇形冷却水道4包括至少两条同心的弧形水道，所有扇形冷却水道4相互以静盘轴为对称轴，轴对称分布在静盘背面。这种扇形冷却水道4的水流具有多个流向，刚进入的冷却水能够与更大的静盘面积接触，从而使冷却更加均匀。相邻两组扇形冷却水道4之间可以相互连通，这样各组扇形冷却水道4之间的水可以汇集后排出，相互直接还可以进行换热。每组扇形冷却水道4均具有一个进水口，这样可以使初始的冷却水与更大静盘表面积接触，获得均匀的散热。
为了获得更好的受力平衡，所述静盘设置有两个，分别称为前静盘2和后静盘1；所述动盘的两面均设置有做功部位，所述前静盘2与后静盘1分别与两个做功部位配合。这种对称结构可以在做功时相互抵消反作用力，获得很好的受力平衡效果。
具体的，所述前静盘2的水冷结构呈圆形，并具有螺旋形的冷却流道5；所述后静盘1的水冷结构至少包括两组扇形冷却水道4，每组扇形冷却水道4包括至少两条同心的弧形水道，所有扇形冷却水道4相互以静盘轴为对称轴，轴对称分布在后静盘1背面。前静盘2设置圆形的水冷结构以便于安装整个主机，后静盘1采用扇形冷却水道4可以获得更好的冷却效果。
在前静盘2环形水冷腔和后静盘1环形水冷腔众通过从开设前静盘2环形水冷腔进水口，后静盘1环形水冷腔进水口流入冷却水，前静盘2环形水冷腔出水口、后静盘1环形水冷腔出水口流出冷却水，从而多方向引入多股冷却水对压缩腔底部和顶部散热进行冷却。在压缩腔中、高压区水冷腔6通过从开设的前静盘2中、高压区水冷腔6进水口，后静盘1中、高压区水冷腔6进水口流入冷却水，前静盘2中、高压区水冷腔6出水口，后静盘1中、高压区水冷腔6出水口流出冷却水，从而引入多股冷却水对压缩腔侧壁散热进行冷却。因此所述冷却水腔沿压缩腔顶部、底部、侧面布置，能够有效的带走由于涡旋式压缩机中空气压缩以及高速运动的摩擦副而产生的散热，进一步的是，所述外部冷却机构和内部冷却机构中的冷却型腔均为密闭型腔，不会对压缩腔内压缩气体造成污染。
Claims (5)
1.涡旋式压缩机主机，包括静盘(8)和动盘，所述静盘(8)和动盘相互配合安装，其特征在于：还包括水冷结构和与压缩空气隔离的高压区水冷腔(6)，所述水冷结构设置在静盘(8)的背面，所述高压区水冷腔(6)位于静盘(8)的压缩腔中并在高压区涡旋型线内侧；所述水冷结构至少包括两组扇形冷却水道(4)，每组扇形冷却水道(4)包括至少两条同心的弧形水道，所有扇形冷却水道(4)相互以静盘轴为对称轴，轴对称分布在静盘(8)背面。
2.如权利要求1所述的涡旋式压缩机主机，其特征在于：所述高压区水冷腔(6)的高压进水口(9)和高压出水口(10)位于两端部，并且高压进水口(9)和高压出水口(10)均与水冷结构相连通。
3.如权利要求1所述的涡旋式压缩机主机，其特征在于：所述相邻两组扇形冷却水道(4)之间相互连通。
4.如权利要求1所述的涡旋式压缩机主机，其特征在于：每组扇形冷却水道(4)均具有一个冷却进水口(7)。
5.如权利要求1所述的涡旋式压缩机主机，其特征在于：所述静盘(8)设置有两个，分别称为前静盘(2)和后静盘(1)；所述动盘的两面均设置有做功部位，所述前静盘(2)与后静盘(1)分别与两个做功部位配合。
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