CN107559196A - 一种高气密型水冷式罗茨风机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高气密型水冷式罗茨风机设备，包括安装基座，安装基座的一端设有电机，安装基座的另一端设有罗茨风机，电机的转轴通过弹性联轴器与罗茨风机的风机主动转子轴连接。解决了现有罗茨风机存在的密封件寿命短、冷却能源浪费的问题。

Description

一种高气密型水冷式罗茨风机设备

技术领域

本发明属于风机设备技术领域，涉及一种高气密型水冷式罗茨风机设备。

背景技术

罗茨风机是一种常见的容积式风机，广泛应用于污水处理、气力输送和真空减压等领域，但常见的罗茨风机一般存在以下不足：一是罗茨风机泵腔与环境之间的密封隔离性能较差，或密封隔离性能较好，但密封件寿命较短，维护操作频繁；二是罗茨风机运行过程中机械发热量依靠风冷，冷却效果较差，且热量无法回收利用，造成系统能源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种高气密型水冷式罗茨风机设备，解决了现有罗茨风机存在的气密性差、密封件寿命短、冷却能源浪费的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种高气密型水冷式罗茨风机设备，包括安装基座，安装基座的一端设有电机，安装基座的另一端设有罗茨风机，电机的转轴通过弹性联轴器与罗茨风机的风机主动转子轴连接。

本发明的特点还在于：

其中安装基座的一端设有电机安装座，电机安装在电机安装座上，安装基座的另一端设有风机安装支架，罗茨风机安装在风机安装支架上。

其中电机的上表面设有吊装孔。

其中罗茨风机包括圆筒状的风机转子腔壳体，风机转子腔壳体内沿竖直方向依次平行设置有风机主动转子轴和风机从动转子轴，风机主动转子轴上安装有三叶型风机主动转子，风机从动转子轴上安装有三叶型风机从动转子，风机从动转子的一叶卡在风机主动转子的相邻两叶之间；风机转子腔壳体的一端沿水平方向依次设有转子腔前盖板、风机前轴承座及风机前端盖，风机主动转子轴依次穿过转子腔前盖板、风机前轴承座及风机前端盖后通过弹性联轴器与电机的转轴连接，风机主动转子轴与转子腔前盖板的连接处设有机械密封a，风机主动转子轴与风机前轴承座的连接处设有机械密封b，风机前轴承座上安装有轴承a，轴承a套接在风机主动转子轴上；风机从动转子轴的一端依次穿过转子腔前盖板和风机前轴承座，风机从动转子轴与转子腔前盖板的连接处设有机械密封c，与风机前轴承座的连接处设有机械密封d,风机从动转子轴上套接有轴承b，轴承b安装在风机前轴承座上，转子腔前盖板、风机前轴承座、机械密封a、机械密封b、机械密封c、机械密封d组成了密封的冷却水腔a，冷却水腔a设有冷却水出口，冷却水出口开设在风机转子壳体的侧壁上；

风机转子腔壳体的另一端沿水平方向依次设有转子腔后盖板、风机后轴承座及风机后端盖，风机前端盖和风机后端盖分别将风机转子腔壳体的两端封闭；风机主动转子轴的另一端依次穿过转子腔后盖板和风机后轴承座，风机主动转子轴的另一端套接有主动齿轮，风机主动转子轴设有主动齿轮的端部套接有齿轮定位盖a，齿轮定位盖a固定在主动齿轮的一端端面上；风机主动转子轴与转子腔后盖板的连接处设有机械密封e，与风机后轴承座的连接处设有机械密封f，风机主动转子轴的另一端套接有轴承c，轴承c安装在风机后轴承座上；风机从动转子轴的另一端依次穿过转子腔后盖板和风机后轴承座，风机从动转子轴的另一端套接有“T”型面的从动齿轮a，从动齿轮a上套接有从动齿轮b，从动齿轮b和从动齿轮a通过螺栓固接在一起，且从动齿轮b和从动齿轮a均与主动齿轮啮合，风机从动转子轴的另一端端部套接有齿轮定位盖b，齿轮定位盖b固定在从动齿轮b的一端端面上，风机从动转子轴与转子腔后盖板的连接处设有机械密封g，风机从动转子轴与风机后轴承座的连接处设有机械密封h，风机从动转子轴的另一端套接有轴承d，轴承d安装在风机后轴承座上；转子腔后盖板、风机后轴承座、机械密封e、机械密封f、机械密封g、机械密封h组成了冷却水腔b,冷却水腔b设有冷却水入口，冷却水入口开设在风机转子壳体的侧壁上，冷却水腔a通过冷却水连通管与冷却水腔b连接；风机转子腔壳体的一侧设有风机进气口，风机转子腔壳体的另一侧设有风机出气口。

其中风机进气口和风机出气口均采用平行四边形的开口结构。

其中风机前端盖与风机主动转子轴的连接处设有双骨架油封。

其中风机主动转子和风机从动转子上均开设有减重孔。

本发明的有益效果如下：

(1)罗茨风机主动转子轴与风机前端盖之间的双骨架油封结构实现了风机前轴承腔与外部环境的第一道动密封；罗茨风机主动转子轴和从动转子轴与风机前轴承座之间的两处机械密封实现了第二道动密封，主动转子轴、从动转子轴与转子腔前盖板之间的两处机械密封实现了第三道动密封；通过三道动密封实现了产品泵腔与外部环境的高气密性设计，使产品可在对气密性要求较高的系统中得到应用。

(2)本装置中的冷却结构，使罗茨风机工作时机械密封结构和其它转动部件通过产品内部的冷却水回路进行水冷降温，从而提高产品的可靠性，延长产品的使用寿命，同时冷却水带出的热量还可以进行综合利用，以提高系统的热效率和经济性。

(3)本装置中采用多道密封设计及水冷设计，可有效防止齿轮及轴承润滑油等工质泄漏对泵腔工质的污染，适用于对设备洁净度要求较高的系统使用。

(4)罗茨风机采用平行四边形进气口和出气口，可通过削弱风机转子周期性进气和排气过程产生的气流脉动性，降低风机运行时的气动噪声。

附图说明

图1是本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备的结构示意图；

图2是本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备的纵向剖切示意图；

图3是本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备的横向剖切示意图；

图4是本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备的侧视图；

图5是本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备中从动齿轮a和从动齿轮b配合的结构示意图。

图中，1.安装基座，2.电机，3.弹性联轴器；

4.罗茨风机，4-1.风机转子腔壳体,4-2.风机主动转子轴，4-3.风机从动转子轴，4-4.风机主动转子，4-5.风机从动转子,4-6.风机前端盖,4-7.双骨架油封,4-8.风机后端盖，4-9.冷却水腔a，4-10.冷却水腔b，4-11.转子腔前盖板，4-12.风机前轴承座，4-13.机械密封a，4-14.机械密封b，4-15.轴承a，4-16.机械密封c，4-17.机械密封d，4-18.轴承b4-28，4-19.冷却水出口，4-20.转子腔后盖板，4-21.风机后轴承座，4-22.主动齿轮，4-23.齿轮定位盖a，4-24.机械密封e,4-25.机械密封f,4-26.轴承c，4-27.从动齿轮a，4-28.齿轮定位盖b，4-29.机械密封g，4-30.机械密封h，4-31.轴承d，4-32.冷却水入口，4-33.冷却水连通管，4-34.风机进气口，4-35.风机出气口，4-36从动齿轮b；

5.电机安装座，6.风机安装支架，7.吊装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备，结构如图1所示，包括安装基座1，安装基座1的一端设有电机2，安装基座1的另一端设有罗茨风机4，电机2的转轴通过弹性联轴器3与罗茨风机4的风机主动转子轴4-2连接。

安装基座1的一端设有电机安装座5，电机2安装在电机安装座5上，安装基座1的另一端设有风机安装支架6，罗茨风机4安装在风机安装支架6上。

电机2的上表面设有吊装孔7。

如图2所示，罗茨风机4包括圆筒状的风机转子腔壳体4-1，风机转子腔壳体4-1内沿竖直方向依次平行设置有风机主动转子轴4-2和风机从动转子轴4-3，如图3所示，风机主动转子轴4-2上安装有三叶型风机主动转子4-4，风机从动转子轴4-3上安装有三叶型风机从动转子4-5，风机从动转子4-5的一叶转子位于在风机主动转子4-4的相邻两叶转子之间；风机转子腔壳体4-1的一端沿水平方向依次设有转子腔前盖板4-11、风机前轴承座4-12及风机前端盖4-6，风机主动转子轴4-2依次穿过转子腔前盖板4-11、风机前轴承座4-12及风机前端盖4-6后通过弹性联轴器3与电机2的转轴连接，风机主动转子轴4-2与转子腔前盖板4-11的连接处设有机械密封a4-13，风机主动转子轴4-2与风机前轴承座4-12的连接处设有机械密封b4-14,风机前轴承座4-12上安装有轴承a4-15，轴承a4-15套接在风机主动转子轴4-2上；风机从动转子轴4-3的一端依次穿过转子腔前盖板4-11和风机前轴承座4-12，风机从动转子轴4-3与转子腔前盖板4-11的连接处设有机械密封c4-16，风机从动转子轴4-3与风机前轴承座4-12的连接处设有机械密封d4-17,风机从动转子轴4-3上套接有轴承b4-18，轴承b4-18安装在风机前轴承座4-12上，转子腔前盖板4-11、风机前轴承座4-12、机械密封a4-13、机械密封b4-14、机械密封c4-16、机械密封d4-17组成了密封的冷却水腔a4-9，冷却水腔a4-9设有冷却水出口4-19，冷却水出口4-19开设在风机转子壳体4-1的侧壁上；

风机转子腔壳体4-1的另一端沿水平方向依次设有转子腔后盖板4-20、风机后轴承座4-21及风机后端盖4-8，风机前端盖4-6和风机后端盖4-8分别将风机转子腔壳体4-1的两端封闭；风机主动转子轴4-2的另一端依次穿过转子腔后盖板4-20和风机后轴承座4-21，如图4所示，风机主动转子轴4-2的另一端套接有主动齿轮4-22，且风机主动转子轴4-2的另一端端部套接有齿轮定位盖a4-23，齿轮定位盖a4-23固定在主动齿轮4-22的一端端面上；风机主动转子轴4-2与转子腔后盖板4-20的连接处设有机械密封e4-24，风机主动转子轴4-2与风机后轴承座4-21的连接处设有机械密封f4-25，风机主动转子轴4-2的另一端套接有轴承c4-26，轴承c4-26安装在风机后轴承座4-21上；风机主动转子轴4-2的两端和风机从动转子轴4-3的两端分别套接有机械密封补偿弹簧；风机主动转子轴4-2一端的机械密封补偿弹簧、风机从动转子轴4-3一端的机械密封补偿弹簧位于冷却水腔a4-9内，风机主动转子轴4-2另一端的机械密封补偿弹簧、风机从动转子轴4-3另一端的机械密封补偿弹簧位于冷却水腔b4-10内。

风机从动转子轴4-3的另一端依次穿过转子腔后盖板4-20和风机后轴承座4-21，风机从动转子轴4-3的另一端套接有“T”型面的从动齿轮a4-27，从动齿轮a4-27上套接有从动齿轮b4-36，从动齿轮b4-36和从动齿轮a4-27通过螺栓固接在一起(参见图5)，且从动齿轮b4-36和从动齿轮a4-27均与主动齿轮4-22啮合，风机从动转子轴4-3的另一端端部套接有齿轮定位盖b4-28，齿轮定位盖b4-28固定在从动齿轮b4-36的一端端面上，风机从动转子轴4-3与转子腔后盖板4-20的连接处设有机械密封g4-29，风机从动转子轴4-3与风机后轴承座4-21的连接处设有机械密封h4-30，风机从动转子轴4-3的另一端套接有轴承d4-31，轴承d4-31安装在风机后轴承座4-21上；转子腔后盖板4-20、风机后轴承座4-21、机械密封e4-24、机械密封f4-25、机械密封g4-29、机械密封h4-30组成了冷却水腔b4-10,冷却水腔b4-10设有冷却水入口4-32，冷却水入口4-32开设在风机转子壳体4-1的侧壁上，冷却水腔a4-9通过冷却水连通管4-33与冷却水腔b4-10连接；风机转子腔壳体4-1的一侧设有风机进气口4-34，风机转子腔壳体4-1的另一侧设有风机出气口4-35。

风机进气口4-34和风机出气口4-35均采用平行四边形的开口结构。用于降低风机工作时的气动噪声。

风机前端盖4-6与风机主动转子轴4-2的连接处设有双骨架油封4-7。

风机主动转子4-4和风机从动转子4-5上均开设有减重孔。

本发明一种高气密型水冷式罗茨风机设备，工作过程中，气体从风机进气口4-34进入风机内腔，然后经风机主动转子4-4和从风机从动转子4-5的旋转，将风机内腔的气体从风机出气口4-35送出。

Claims (9)

1.一种高气密型水冷式罗茨风机设备，其特征在于：包括安装基座(1)，安装基座(1)的一端设有电机(2)，安装基座(1)的另一端设有罗茨风机(4)，电机(2)的转轴通过弹性联轴器(3)与罗茨风机(4)的风机主动转子轴(4-2)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高气密型水冷式罗茨风机设备，其特征在于：所述安装基座(1)的一端设有电机安装座(5)，电机(2)安装在电机安装座(5)上，安装基座(1)的另一端设有风机安装支架(6)，罗茨风机(4)安装在风机安装支架(6)上。

3.根据权利要求1或2任一权利要求所述的一种高气密型水冷式罗茨风机设备，其特征在于：所述罗茨风机(4)包括圆筒状的风机转子腔壳体(4-1)，风机转子腔壳体(4-1)内沿竖直方向依次平行设置有风机主动转子轴(4-2)和风机从动转子轴(4-3)，风机主动转子轴(4-2)上安装有三叶型风机主动转子(4-4)，风机从动转子轴(4-3)上安装有三叶型风机从动转子(4-5)，风机从动转子(4-5)的一叶转子卡在风机主动转子(4-4)的相邻两叶转子之间。

4.根据权利要求3所述的一种高气密型水冷式罗茨风机设备，其特征在于：所述风机转子腔壳体(4-1)的一端沿水平方向依次设有转子腔前盖板(4-11)、风机前轴承座(4-12)及风机前端盖(4-6)，风机主动转子轴(4-2)依次穿过转子腔前盖板(4-11)、风机前轴承座(4-12)及风机前端盖(4-6)后通过弹性联轴器(3)与电机(2)的转轴连接，风机主动转子轴(4-2)与转子腔前盖板(4-11)的连接处设有机械密封a(4-13)，风机主动转子轴(4-2)与风机前轴承座(4-12)的连接处设有机械密封b(4-14),风机前轴承座(4-12)上安装有轴承a(4-15)，轴承a(4-15)套接在风机主动转子轴(4-2)上；风机从动转子轴(4-3)的一端依次穿过转子腔前盖板(4-11)和风机前轴承座(4-12)，风机从动转子轴(4-3)与转子腔前盖板(4-11)的连接处设有机械密封c(4-16)，风机从动转子轴(4-3)与风机前轴承座(4-12)的连接处设有机械密封d(4-17),风机从动转子轴(4-3)上套接有轴承b(4-18)，轴承b(4-18)安装在风机前轴承座(4-12)上，转子腔前盖板(4-11)、风机前轴承座(4-12)、机械密封a(4-13)、机械密封b(4-14)、机械密封c(4-16)、机械密封d(4-17)组成了密封的冷却水腔a(4-9)，冷却水腔a(4-9)设有冷却水出口(4-19)，冷却水出口(4-19)开设在风机转子壳体(4-1)的侧壁上。

5.根据权利要求3所述的一种高气密型水冷式罗茨风机设备，其特征在于：所述风机转子腔壳体(4-1)的另一端沿水平方向依次设有转子腔后盖板(4-20)、风机后轴承座(4-21)及风机后端盖(4-8)，风机前端盖(4-6)和风机后端盖(4-8)分别将风机转子腔壳体(4-1)的两端封闭；风机主动转子轴(4-2)的另一端依次穿过转子腔后盖板(4-20)和风机后轴承座(4-21)，风机主动转子轴(4-2)与转子腔后盖板(4-20)的连接处设有机械密封e(4-24)，风机主动转子轴(4-2)与风机后轴承座(4-21)的连接处设有机械密封f(4-25)，风机后轴承座(4-21)上安装有轴承c(4-26)，轴承c(4-26)套接在风机主动转子轴(4-2)上；

风机从动转子轴(4-3)的另一端依次穿过转子腔后盖板(4-20)和风机后轴承座(4-21)，风机从动转子轴(4-3)与转子腔后盖板(4-20)的连接处设有机械密封g(4-29)，风机从动转子轴(4-3)与风机后轴承座(4-21)的连接处设有机械密封h(4-30)，风机后轴承座(4-21)上安装有轴承d(4-31)，轴承d(4-31)套接在风机从动转子轴(4-3)上，转子腔后盖板(4-20)、风机后轴承座(4-21)、机械密封e(4-24)、机械密封f(4-25)、机械密封g(4-29)、机械密封h(4-30)组成了冷却水腔b(4-10),冷却水腔b(4-10)设有冷却水入口(4-32)，冷却水入口(4-32)开设在风机转子壳体(4-1)的侧壁上，冷却水腔a(4-9)通过冷却水连通管(4-33)与冷却水腔b(4-10)连接。

6.根据权利要求5所述的一种高气密型水冷罗茨风机设备，其特征在于：风机后轴承座(4-21)和风机后端盖(4-8)之间设置有主动齿轮(4-22)、从动齿轮a(4-27)和从动齿轮b(4-36)，其中主动齿轮(4-22)套接在风机主动转子轴(4-2)上，风机主动转子轴(4-2)的端部固定有齿轮定位盖a(4-23)，齿轮定位盖a(4-23)的一端端面与主动齿轮(4-22)的一端端面固定；从动齿轮a(4-27)套接在风机从动转子轴(4-3)上，从动齿轮a(4-27)的剖面显“T”型，从动齿轮b(4-36)套接在从动齿轮a(4-27)上，从动齿轮b(4-36)和从动齿轮a(4-27)通过螺栓固接在一起，且从动齿轮b(4-36)和从动齿轮a(4-27)均与主动齿轮(4-22)啮合；风机从动转子轴(4-3)的端部固定有齿轮定位盖b(4-28)，齿轮定位盖b(4-28)的一端端面与从动齿轮b(4-36)的一端端面固定。

7.根据权利要求3所述的一种高气密型水冷罗茨风机设备，其特征在于：所述风机转子腔壳体(4-1)的一侧设有风机进气口(4-34)，风机转子腔壳体(4-1)的另一侧设有风机出气口(4-35)，风机进气口(4-34)和风机出气口(4-35)均采用平行四边形的开口结构。

8.根据权利要求3所述的一种高气密型水冷罗茨风机设备，其特征在于：所述风机主动转子(4-4)和风机从动转子(4-5)上均开设有减重孔。

9.根据权利要求4所述的一种高气密型水冷罗茨风机设备，其特征在于：所述风机前端盖(4-6)与风机主动转子轴(4-2)的连接处设有双骨架油封(4-7)。