CN108678811A - 无油双螺杆机的定位系统 - Google Patents

Abstract

无油双螺杆机的定位系统，包括无油双螺杆机和机架。无油双螺杆机包括机壳、高、低压端轴封装置及高、低压端轴承。机壳由驱动端壳体、中间壳体和自由端壳体组成。高、低压端轴承分别安装在驱动端壳体和自由端壳体中，高、低压端轴封装置设在中间壳体两侧。中间壳体具有至少一对端部定位部和一对侧部定位部。一对侧部定位部分别支撑于机架上的两组支撑部。本发明还包括与至少一对端部定位部一一对应的至少一对端部定位组件、两块键块及两对压紧组件。每个端部定位组件抵紧相应端部定位部的两个侧面；两块键块分别嵌在一对侧部定位部及支撑部的键块槽中；各压紧组件将侧部定位部压紧在支撑部上。本发明能克服机壳及转子在高温下变形对机组的影响。

Description

无油双螺杆机的定位系统

技术领域

本发明涉及无油双螺杆机。

背景技术

无油双螺杆机主要包括无油双螺杆压缩机、无油双螺杆膨胀机等。无油双螺杆压缩机是通过一对相互啮合的转子对低压气体做功压缩，输出高压气体，而无油双螺杆膨胀机则是通过高压气体膨胀推动啮合转子对外做功。无油双螺杆机包括机壳、阴转子、阳转子、一对同步齿轮、高压端轴封装置、低压端轴封装置、高压端轴承以及低压端轴承等。每一转子具有作为螺杆的转子齿型主体以及从转子齿型主体的两侧延伸的转子轴。阴转子及阳转子的转子齿型主体均设置于机壳的工作腔内。高压端轴承包括设置在阴、阳转子靠近高压侧的转子轴上的推力轴承和径向轴承，低压端轴承包括设置在阴、阳转子靠近低压侧的转子轴上的径向轴承。高压端轴封装置包括设置于阴、阳转子靠近高压侧的转子轴上的轴封，低压端轴承包括设置于阴、阳转子靠近低压侧的转子轴上的轴封。高压端轴封装置位于工作腔与高压端轴承之间，低压端轴封装置位于工作腔与低压端轴承之间。一对同步齿轮分别安装在阴、阳转子靠近高压侧的转子轴上。

现有的双螺杆机在工作于150摄氏度以上的高温工况时，转子及机壳所产生变形会对轴承、转子及机壳的定位产生较大的影响。由于动、静部件的相对位置的变化，致使主机效率变得无法预测，结构变形产生的应力无法释放，主机的可靠性大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无油双螺杆机的定位系统，其能够克服机壳及转子在高温下变形对机组的影响，进而提高无油双螺杆机在高温工况下运行的可靠性及主机效率。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供了无油双螺杆机的定位系统，包括无油双螺杆机和机架，无油双螺杆机包括机壳、阴转子、阳转子、一对同步齿轮、高压端轴封装置、低压端轴封装置、高压端轴承以及低压端轴承；所述机壳具有工作腔；其中，机壳由驱动端壳体、中间壳体和自由端壳体组成；中间壳体位于驱动端壳体与自由端壳体之间，中间壳体与驱动端壳体之间以及中间壳体与自由端壳体之间均具有间隙；高压端轴承安装在驱动端壳体中，低压端轴承安装在自由端壳体中，高压端轴封装置和低压端轴封装置分别设置在中间壳体内；中间壳体具有至少一对端部定位部和一对侧部定位部；每一对端部定位部分别设置于中间壳体的两端，各端部定位部沿着中间壳体的轴向方向朝外延伸；一对侧部定位部分别设置于中间壳体的两个侧面，并分别向中间壳体的两侧方向延伸；机架设有用于支撑中间壳体的两组支撑部，其中一个侧部定位部支撑于其中一组支撑部，另一个侧部定位部支撑于另一组支撑部；各所述侧部定位部与支撑部在靠近驱动端壳体一侧的接触面上分别设有对应的键块槽，所述键块槽沿中间壳体的横向方向延伸，中间壳体的横向方向垂直于中间壳体的轴向方向；驱动端壳体和自由端壳体分别通过第一紧固件与机架可拆卸地相连；无油双螺杆机的定位系统还包括与至少一对端部定位部一一对应的至少一对端部定位组件、两块键块以及两对压紧组件；每一对端部定位组件分别通过第二紧固件与驱动端壳体和自由端壳体可拆卸地连接，每个端部定位组件分别抵紧所对应的端部定位部的两个侧面，以限制端部定位部沿中间壳体的横向方向移动；两块键块分别嵌设在一对侧部定位部与支撑部的接触面上的键块槽中；每一对压紧组件分别通过第三紧固件与两组支撑部可拆卸地相连，各压紧组件用于将侧部定位部从上而下地压紧在支撑部上，其中一对压紧组件靠近驱动端壳体，另一对压紧组件靠近自由端壳体。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：

根据本发明一实施例的无油螺杆机的定位系统的机壳采用了分离式设计，中间壳体的高温不会通过热传导影响驱动端壳体和自由端壳体中的轴承座，从而消除了壳体热膨胀对转子定位的影响；同时，根据本发明一实施例的无油双螺杆机的定位系统在保证中间壳体释放热位移的前提下，对变形方向进行了约束，从而提高了无油双螺杆机在高温工况下运行的可靠性及主机效率。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的无油双螺杆机的定位系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的无油双螺杆机的阴、阳转子及同步齿轮的示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的端部定位组件以及端部定位部的结构示意图。

图4示出了根据本发明一实施例的压紧组件、键块、侧部定位部以及支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

请参考图1至图4。根据本发明一实施例的无油双螺杆机的定位系统，包括无油双螺杆机1和机架2。

无油双螺杆机1包括机壳、阴转子11、阳转子12、高压端轴封装置、低压端轴封装置、高压端轴承、低压端轴承（图中未示出高压端轴封装置、低压端轴封装置、高压端轴承以及低压端轴承）以及一对同步齿轮17。

机壳由驱动端壳体13、中间壳体15和自由端壳体14组成。驱动端壳体是指靠近动力源（例如电机）一侧的壳体。中间壳体15位于驱动端壳体13与自由端壳体14之间，中间壳体15与驱动端壳体13之间以及中间壳体15与自由端壳体14之间均具有间隙。间隙的大小视无油双螺杆机的工作温度而定。前述的高压端轴承安装在驱动端壳体13中，前述的低压端轴承安装在自由端壳体14中，机壳的工作腔、高压端轴封装置和低压端轴封装置分别设置在中间壳体15内。

中间壳体15具有至少一对端部定位部151和一对侧部定位部152。每一对端部定位部151分别设置于中间壳体的两端，各端部定位部151沿着中间壳体15的轴向方向朝外延伸，中间壳体15的轴向方向与阴转子11、阳转子12的轴向方向是一致的。一对侧部定位部152分别设置于中间壳体15的两个侧面，并分别向中间壳体15的两侧方向延伸。优选地，一对侧部定位部152设置于中间壳体15的水平剖分位置处。各个端部定位部151和各个侧部定位部152均呈板状，端部定位部151为竖直延伸的竖板，侧部定位部152为水平延伸的平板。

在本实施例中，驱动端壳体13由高压端轴承座133和第一端盖131组成，前述的高压端轴承安装在高压端轴承座133中，第一端盖131罩盖高压端轴承座133背对中间壳体15那一端的端面，并与高压端段轴承座133可拆卸地相互连接。一对同步齿轮17位于高压端轴承座133与第一端盖131之间。自由端壳体14由低压端轴承座144和第二端盖142组成，前述的低压端轴承安装在低压端轴承座144中，第二端盖142罩盖低压端轴承座144背对中间壳体15那一端的端面，并与低压端段轴承座144可拆卸地相互连接。可拆卸连接的方式优选采用螺栓连接的方式。

在本实施例中，中间壳体15由第一壳体段15a和第二壳体段15b组成，第一壳体段15a靠近驱动端壳体13，第二壳体段15b靠近自由端壳体14，第一壳体段15a和第二壳体段15b通过螺栓77相互连接。前述的高压端轴封装置设置在第一壳体段15a内，前述的低压端轴封装置设置在第二壳体段15b内。第一壳体段15a可通过一体铸造成型的方式制造，第一壳体段15a的顶部开设有螺杆机进气口101，第一壳体段15a的底部开设有螺杆机排气口102。在其它的实施例中，也可以在第一壳体段15a的顶部开设螺杆机排气口，在第一壳体段15a的底部开设螺杆机进气口。

机架2设有用于支撑中间壳体15的两组支撑部21，其中一个侧部定位部152支撑于其中一组支撑部，另一个侧部定位部152支撑于另一组支撑部。各侧部定位部152与支撑部21在靠近驱动端壳体13一侧的接触面分别设有对应的键块槽，键块槽沿中间壳体的横向方向延伸，中间壳体15的横向方向垂直于中间壳体15的轴向方向。图4中示出了位于侧部定位部152的键块槽153、以及位于支撑部21的顶部并与侧部定位部152的键块槽153相对应的键块槽213。驱动端壳体13和自由端壳体14分别通过第一紧固件71与机架2可拆卸地相连。每组支撑部21由两个支架211组成。

根据本发明一实施例的无油双螺杆机的定位系统还包括与至少一对端部定位部151一一对应的至少一对端部定位组件、两块键块6以及两对压紧组件。

每一对端部定位组件分别通过第二紧固件72与驱动端壳体13和自由端壳体14可拆卸地连接，每个端部定位组件分别抵紧所对应的端部定位部151的两个侧面，以限制端部定位部151沿中间壳体15的横向方向移动。各端部定位组件包括定位座31、一对定位垫块32和两个第四紧固件74。定位座31包括座体311以及间隔设置的一对挡块部312，一对挡块部312的一端与座体311相连，一对挡块部312的另一端朝着座体311靠近中间壳体15的一侧方向延伸，端部定位部151的自由端以及一对定位垫块32位于一对挡块部312的另一端之间的间隙内。一对定位垫块32分别位于端部定位部151的自由端的两侧；两个第四紧固件74分别穿过一对挡块部312，并分别抵紧一对定位垫块32，以使得一对定位垫块32分别抵紧端部定位部151的两个侧面。该结构在降低加工难度的同时，也降低了装配难度。

两块键块6分别嵌设在一对侧部定位部152与支撑部21的接触面上的键块槽中。更具体地说，各键块6的上部和下部分别嵌在键块槽153内和键块槽213内。

每一对压紧组件分别通过第三紧固件73与两组支撑部21可拆卸地相连，各压紧组件用于将侧部定位部152从上而下地压紧在支撑部21上，其中一对压紧组件靠近驱动端壳体13，另一对压紧组件靠近自由端壳体14。在本实施例中，各压紧组件包括一压块41，压块41由水平延伸的顶板部411以及竖直延伸的竖板部412组成，竖板部412的上端与顶板部411相连。顶板部411压在侧部定位部152上，竖板部412与侧部定位部152之间具有间隙，第三紧固件73依次穿过顶板部411和竖板部412后与支撑部21可拆卸地相连，以将侧部定位部152从上而下地压紧在支撑部21上。

在本实施例中，端部定位部151的数量为两对，其中一对端部定位部151分别设置于中间壳体顶部的两端，另一对端部定位部151分别设置于中间壳体底部的两端。两组支撑部21的四个支架211一一对应地分别通过第三紧固件73与四个压紧组件可拆卸地相连。

优选地，第一紧固件71、第二紧固件72、第三紧固件73和第四紧固件74均为螺栓。

由于中间壳体15与驱动端壳体13、自由端壳体14均不接触，中间壳体15的高温无法通过热传导影响驱动端壳体13和自由端壳体14中的轴承座，驱动端壳体13和自由端壳体14中的轴承座由于中间壳体15的热传导所导致的热变形可以忽略不计。默认机架2受热辐射影响较小不变形，则驱动端壳体13和自由端壳体14的轴承座在工作过程中绝对位置保持不变，阴转子11、阳转子12不会因为驱动端壳体13和自由端壳体14中的轴承座扭曲产生热弯曲。阴转子11、阳转子12通过高压端轴承座133内的推力轴承进行轴向定位，工作中转子温度升高，被迫只能向低压端膨胀，确保高压端的转子的定位及同步齿轮的定位保持不变，相应的啮合转子与径向轴承、轴封之间存在一定的滑移。通过键块6的限位作用，将第一壳体段15a的热膨胀向低压端引导，控制转子和第一壳体段15a之间的轴向间隙，可有效避免二者间的擦碰，合理分配高压端和低压端的轴向间隙。侧部定位部152与机架2通过压板定位后，一方面抑制了运行产生的振动，同时让中间壳体15在上、下、左、右四个方向（即径向）上的热膨胀得到了释放，结合啮合转子在径向上均匀热膨胀，因此二者间的侧隙可以得到有效控制。

根据本发明一实施例的无油双螺杆机可以是无油双螺杆压缩机或无油双螺杆膨胀机，本申请的无油双螺杆机的定位系统对无油双螺杆压缩机和无油双螺杆膨胀机均适用。

Claims (9)

1.无油双螺杆机的定位系统，包括无油双螺杆机和机架，所述无油双螺杆机包括机壳、阴转子、阳转子、一对同步齿轮、高压端轴封装置、低压端轴封装置、高压端轴承以及低压端轴承；所述机壳具有工作腔；其特征在于，所述机壳由驱动端壳体、中间壳体和自由端壳体组成；所述中间壳体位于所述驱动端壳体与所述自由端壳体之间，中间壳体与驱动端壳体之间以及中间壳体与自由端壳体之间均具有间隙；所述高压端轴承安装在所述驱动端壳体中，所述低压端轴承安装在所述自由端壳体中，所述机壳的工作腔、所述高压端轴封装置和所述低压端轴封装置分别设置在所述中间壳体内；

中间壳体具有至少一对端部定位部和一对侧部定位部；每一对端部定位部分别设置于中间壳体的两端，各所述端部定位部沿着中间壳体的轴向方向朝外延伸；所述一对侧部定位部分别设置于中间壳体的两个侧面，并分别向中间壳体的两侧方向延伸；

所述机架设有用于支撑中间壳体的两组支撑部，其中一个侧部定位部支撑于其中一组支撑部，另一个侧部定位部支撑于另一组支撑部；各所述侧部定位部与支撑部在靠近驱动端壳体一侧的接触面上分别设有对应的键块槽，所述键块槽沿中间壳体的横向方向延伸，中间壳体的横向方向垂直于中间壳体的轴向方向；驱动端壳体和自由端壳体分别通过第一紧固件与所述机架可拆卸地相连；

所述无油双螺杆机的定位系统还包括与所述至少一对端部定位部一一对应的至少一对端部定位组件、两块键块以及两对压紧组件；每一对端部定位组件分别通过第二紧固件与所述驱动端壳体和所述自由端壳体可拆卸地连接，每个端部定位组件分别抵紧所对应的端部定位部的两个侧面，以限制端部定位部沿中间壳体的横向方向移动；所述两块键块分别嵌设在一对侧部定位部与支撑部的接触面上的所述键块槽中；每一对压紧组件分别通过第三紧固件与两组支撑部可拆卸地相连，各压紧组件用于将侧部定位部从上而下地压紧在支撑部上，其中一对压紧组件靠近驱动端壳体，另一对压紧组件靠近自由端壳体。

2.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，各所述端部定位组件包括定位座、一对定位垫块和两个第四紧固件；所述定位座包括座体以及间隔设置的一对挡块部，所述一对挡块部的一端与所述座体相连，所述一对挡块部的另一端朝着所述座体靠近中间壳体的一侧方向延伸，端部定位部的自由端以及所述一对定位垫块位于一对挡块部的另一端之间的间隙内；一对定位垫块分别位于端部定位部的自由端的两侧；所述两个第四紧固件分别穿过一对挡块部，并分别抵紧一对定位垫块，以使得一对定位垫块分别抵紧端部定位部的两个侧面。

3.如权利要求2所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，所述的第一紧固件、第二紧固件、第三紧固件和第四紧固件均为螺栓。

4.如权利要求1或3所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，各所述压紧组件包括一压块，所述压块由水平延伸的顶板部以及竖直延伸的竖板部组成，所述竖板部的上端与所述顶板部相连；所述顶板部压在侧部定位部上，所述竖板部与侧部定位部之间具有间隙，所述第三紧固件依次穿过顶板部和竖板部后与所述支撑部可拆卸地相连，以将侧部定位部从上而下地压紧在支撑部上。

5.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，每组所述支撑部由两个支架组成，两组支撑部的四个所述支架一一对应地分别通过所述第三紧固件与四个所述压紧组件可拆卸地相连。

6.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，所述中间壳体由第一壳体段和第二壳体段组成，所述第一壳体段靠近所述驱动端壳体，所述第二壳体段靠近所述自由端壳体，第一壳体段和第二壳体段通过螺栓相互连接；

所述高压端轴封装置设置在所述第一壳体段内，所述低压端轴封装置设置在所述第二壳体段内；第一壳体段的顶部开设有螺杆机进气口和螺杆机排气口中的一者，第一壳体段的底部开设有螺杆机进气口和螺杆机排气口中的另一者。

7.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，端部定位部的数量为两对，其中一对端部定位部分别设置于中间壳体顶部的两端，另一对端部定位部分别设置于中间壳体底部的两端；

所述一对侧部定位部设置于所述中间壳体的水平剖分位置处；

各所述端部定位部和各所述侧部定位部均呈板状。

8.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，所述驱动端壳体由高压端轴承座和第一端盖组成，所述高压端轴承安装在所述高压端轴承座中，所述第一端盖罩盖所述高压端轴承座背对中间壳体那一端的端面，并与高压端段轴承座可拆卸地相互连接；

所述自由端壳体由低压端轴承座和第二端盖组成，所述低压端轴承安装在所述低压端轴承座中，所述第二端盖罩盖所述低压端轴承座背对中间壳体那一端的端面，并与低压端段轴承座可拆卸地相互连接。

9.如权利要求1所述的无油双螺杆机的定位系统，其特征在于，所述的无油双螺杆机为无油双螺杆压缩机或无油双螺杆膨胀机。