CN109139456A - 一种双级喷水螺杆主机 - Google Patents

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张炯焱
王立光
顾礼照
邬剑波
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Abstract

本发明涉及一种双级喷水螺杆主机，包括气缸，气缸设有两个独立且互相连通的压缩腔，并分为一级压缩腔、二级压缩腔，一级压缩腔内设有排气通道，二级压缩腔内设有吸气通道，气缸的气缸壁上设有与雾化水冷机构连通的喷口，且喷口位于排气通道与吸气通道之间并进行雾化冷却；一级压缩腔、二级压缩腔的进气端安装有齿轮箱，该齿轮箱内置有具有喷水润滑的齿轮机构，齿轮机构分别与一级压缩腔、二级压缩腔内的其中一个转子相连接；本发明的有益效果：主机整体采用双级压缩结构并通过喷水润滑，更加节能环保。

Description

一种双级喷水螺杆主机
技术领域
本发明属于压缩机技术领域，尤其涉及一种双级喷水螺杆主机。
背景技术
随着大家对节能概念越来越重视，双级螺杆主机成为主流趋势。目前常见的双级螺杆主机通常采用喷油润滑，在油气分离技术不过关的情况下，无法得到纯净的空气能源。由于市场对纯净空气动力能源的需求越来越高，在空压机供气领域能否提高压缩空气的无油品质，提高供气品质就成为我们关心的一个话题；尤其是食品、医疗、纺织、化工、航天等行业。而市场上的干式双级无油螺杆压缩机，虽然压缩腔没有油润滑，但是轴承还是采用油润滑，不能做到完全密封，主机整体能效也较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种双级喷水螺杆主机，来提供纯净的空气动力能源，并且比单级喷水螺杆主机更加的节能。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种双级喷水螺杆主机包括气缸，所述气缸设有两个独立且互相连通的压缩腔，并分为一级压缩腔、二级压缩腔，所述一级压缩腔内设有排气通道，所述二级压缩腔内设有吸气通道，所述气缸的气缸壁上设有与雾化水冷机构连通的喷口，且所述喷口位于所述排气通道与所述吸气通道之间并进行雾化冷却；
所述一级压缩腔内安装有互相配合的一级阳转子、一级阴转子，所述一级阳转子、一级阴转子的两端上分别安装有第一滑动轴承，其中位于一级压缩腔排气端的第一滑动轴承的前后分别安装有第一止推轴承，位于一级压缩腔进气端的一级阳转子或一级阴转子上安装有设有第一进水口的第一平衡盘机构，并通过水压压差来平衡转子的轴向力；
所述二级压缩腔内安装有互相配合的二级阳转子、二级阴转子，所述二级阳转子、二级阴转子的两端上分别安装有第二滑动轴承，其中位于二级压缩腔排气端的第二滑动轴承的前后分别安装有第二止推轴承，位于二级压缩腔进气端的二级阳转子或二级阴转子上安装有设有第二进水口的第二平衡盘机构，并通过水压压差来平衡转子的轴向力；
所述一级压缩腔、二级压缩腔的进气端安装有齿轮箱，该齿轮箱内置有具有喷水润滑的齿轮机构，所述齿轮机构分别与所述一级压缩腔、二级压缩腔内的其中一个转子相连接。
作为优选，所述齿轮机构包括主动齿轮、一级从动齿轮、二级从动齿轮，所述一级从动齿轮与所述一级压缩腔内的一级阳转子或一级阴转子相连接，所述二级从动齿轮与所述二级压缩腔内的二级阳转子或二级阴转子相连接，所述一级从动齿轮、二级从动齿轮与所述主动齿轮啮合，且所述主动齿轮与位于齿轮箱上的驱动主轴相连接。
作为优选，所述驱动主轴的两端分别安装有主轴前滑动轴承、主轴后滑动轴承，所述主轴前滑动轴承的两端分别设有第三止推轴承，其中一个位于密封端盖侧，另一个位于齿轮箱后端盖侧；所述第三止推轴承与密封端盖、齿轮箱后端盖间设有第三进水口，并通过水压压差来平衡驱动主轴的轴向力。
作为优选，所述一级压缩腔内的一级阳转子的两端分别安装有一级阳前滑动轴承、一级阳后滑动轴承，一级阴转子的两端分别安装有一级阴前滑动轴承、一级阴后滑动轴承。
作为优选，所述一级阳后滑动轴承、一级阴后滑动轴承沿轴向方向上分别设有第一止推轴承，其中一侧的第一止推轴承位于一级排气座上，另一侧的第一止推轴承位于一级阴后盖、一级阳后盖上；所述位于一级排气座侧的一级阳后滑动轴承端配有用来调节一级阳转子排端间隙的一级阳调整垫圈，所述位于一级排气座侧的一级阴后滑动轴承端配有用来调节一级阴转子排端间隙的一级阴调整垫圈。
作为优选，所述一级压缩腔上的第一平衡盘机构包括第一平衡盘，所述第一平衡盘与一级阳转子上的一级阳前滑动轴承之间设置有第一进水口，第一进水口通过与一级阳转子进气端面形成的水压压差来平衡一级阳转子的轴向力。
作为优选，所述二级压缩腔内的二级阳转子的两端分别安装有二级阳前滑动轴承、二级阳后滑动轴承，二级阴转子的两端分别安装有二级阴前滑动轴承、二级阴后滑动轴承。
作为优选，所述二级阳后滑动轴承、二级阴后滑动轴承沿轴向方向上分别设有第二止推轴承，其中一侧的第二止推轴承位于二级排气座上，另一侧的第二止推轴承位于二级阴后盖、二级阳后盖上；所述位于二级排气座侧的二级阳后滑动轴承端配有用来调节二级阳转子排端间隙的二级阳调整垫圈，所述位于二级排气座侧的二级阴后滑动轴承端配有用来调节二级阴转子排端间隙的二级阴调整垫圈。
作为优选，所述二级压缩腔上的第二平衡盘机构包括第二平衡盘，所述第二平衡盘与二级阳转子上的二级阳前滑动轴承之间设置有第二进水口，第二进水口通过与二级阳转子进气端面形成的水压压差来平衡二级阳转子的轴向力。
本发明的有益效果为：1、采用双级压缩结构，使主机整体更加的节能；2、主机整体采用喷水润滑，更加的环保；3、一、二级阳转子分别设有平衡盘，能承受更大的轴向力，运行更加可靠；4、与双级干式无油螺杆相比，密封结构更加简单，转子采用喷水冷却，可以达到更高的压力范围。
附图说明
图1是本发明的主视剖面结构示意图。
图2是本发明的俯视剖面结构示意图。
附图中的标号分别为：1、气缸；2、轴承压块；3、齿轮箱；4、密封圈；5、齿轮压块；6、齿轮垫圈；11、一级压缩腔；12、二级压缩腔；13、喷口；14、第四进水口；15、第五进水口；31、齿轮机构；32、驱动主轴；33、主轴前滑动轴承；34、主轴后滑动轴承；35、第三止推轴承；36、密封端盖；37、齿轮箱后端盖；38、第三进水口；11-1、排气通道；11-2、一级阳转子；11-3、一级阴转子；11-4、第一滑动轴承；11-41、一级阳前滑动轴承；11-42、一级阳后滑动轴承；11-43、一级阴前滑动轴承；11-44、一级阴后滑动轴承；11-5、第一止推轴承；11-6、第一进水口；11-7、第一平衡盘机构；11-71、第一平衡盘；11-8、一级排气座；11-9、一级阴后盖；11-10、一级阳后盖；11-11、一级阳调整垫圈；11-12、一级阴调整垫圈；12-1、吸气通道；12-2、二级阳转子；12-3、二级阴转子；12-4、第二滑动轴承；12-41、二级阳前滑动轴承；12-42、二级阳后滑动轴承；12-43、二级阴前滑动轴承；12-44、二级阴后滑动轴承；12-5、第二止推轴承；12-6、第二进水口；12-7、第二平衡盘机构；12-71、第二平衡盘；12-8、二级排气座；12-9、二级阴后盖；12-10、二级阳后盖；12-11、二级阳调整垫圈；12-12、二级阴调整垫圈；31-1、主动齿轮；31-2、一级从动齿轮；31-3、二级从动齿轮。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：如附图1、2所示，本发明包括气缸1，气缸1设有两个独立且互相连通的压缩腔，并分为一级压缩腔11、二级压缩腔12，通过采用一级压缩腔11、二级压缩腔12整体化设计，使得主机整体结构更加紧凑；一级压缩腔11内设有排气通道11-1，二级压缩腔12内设有吸气通道12-1，气缸1的气缸壁上设有与雾化水冷机构连通的喷口13，且喷口13位于排气通道11-1与吸气通道12-1之间并进行雾化冷却；空气经过一级压缩腔11的一级压缩后，在进入二级压缩腔12之前应用雾化强制水冷，来降低二级压缩腔12的吸气温度，使得空气在整个压缩过程更接近等温压缩，提高压缩过程的绝热效率，从而降低压缩能耗。
一级压缩腔11内安装有互相配合的一级阳转子11-2、一级阴转子11-3，一级阳转子11-2、一级阴转子11-3的两端上分别安装有第一滑动轴承11-4，其中位于一级压缩腔11排气端的第一滑动轴承11-4的前后分别安装有第一止推轴承11-5，位于一级压缩腔11进气端的一级阳转子11-2或一级阴转子11-3上安装有设有第一进水口11-6的第一平衡盘机构11-7，并通过水压压差来平衡转子的轴向力，该第一平衡盘机构11-7优选为设置在一级压缩腔11进气端的一级阳转子11-2上。
二级压缩腔12内安装有互相配合的二级阳转子12-2、二级阴转子12-3，二级阳转子12-2、二级阴转子12-3的两端上分别安装有第二滑动轴承12-4，其中位于二级压缩腔12排气端的第二滑动轴承12-4的前后分别安装有第二止推轴承12-5，位于二级压缩腔12进气端的二级阳转子12-2或二级阴转子12-3上安装有设有第二进水口12-6的第二平衡盘机构12-7，并通过水压压差来平衡转子的轴向力，该第二平衡盘机构12-7优选为设置在二级压缩腔12进气端的二级阳转子12-2上。
一级压缩腔11、二级压缩腔12的进气端安装有齿轮箱3，该齿轮箱3内置有具有喷水润滑的齿轮机构31，即在缸体1的缸体壁上设有第五进水口15，通过喷水来实现对齿轮机构31的润滑；齿轮机构31分别与一级压缩腔11、二级压缩腔12内的其中一个转子相连接，该齿轮机构31优选为分别与一级压缩腔11的一级阳转子11-2、二级压缩腔12的二级阳转子12-2相连接。
通过与一二级压缩腔内的阳转子相连接的齿轮机构，及与一二级压缩腔内的阳转子相连接的平衡盘机构；使得整个双级喷水螺杆主机具有结构更为紧凑、压缩效率更高的优点。
实施例一：齿轮机构31包括主动齿轮31-1、一级从动齿轮31-2、二级从动齿轮31-3，一级从动齿轮31-2与一级压缩腔11内的一级阳转子11-2或一级阴转子11-3相连接，且一级从动齿轮31-2与一级阳转子11-2或一级阴转子11-3间夹设有齿轮垫圈6并通过齿轮压块5紧固，该一级从动齿轮31-2优选为与一级压缩腔11内的一级阳转子11-2相连接；二级从动齿轮31-3与二级压缩腔12内的二级阳转子12-2或二级阴转子12-3相连接，且二级从动齿轮31-2与二级阳转子12-2或二级阴转子12-3间夹设有齿轮垫圈6并通过齿轮压块5紧固，该二级从动齿轮31-3优选为与二级压缩腔12内的二级阳转子12-2相连接；一级从动齿轮31-2、二级从动齿轮31-3与主动齿轮31-1啮合，且主动齿轮31-1与位于齿轮箱3上的驱动主轴32相连接。
驱动主轴32的两端分别安装有主轴前滑动轴承33、主轴后滑动轴承34，主轴前滑动轴承33的两端分别设有第三止推轴承35，其中一个位于密封端盖36侧，另一个位于齿轮箱后端盖37侧；该密封端盖36嵌入式安装在齿轮箱3的前端上，并通过密封圈4密封，该齿轮箱后端盖37安装在齿轮箱3的后端上；第三止推轴承35与密封端盖36、齿轮箱后端盖37间设有第三进水口38，并通过水压压差来平衡驱动主轴32的轴向力。
主轴后滑动轴承34通过轴承压块2限位在驱动主轴32的末端上，且该主轴后滑动轴承34所在的缸体1的缸体壁上设有第四进水口14，通过喷水来实现对主轴后滑动轴承34的润滑。
实施例二：一级压缩腔11内的一级阳转子11-2的两端分别安装有一级阳前滑动轴承11-41、一级阳后滑动轴承11-42，并通过紧固件固定；一级阴转子11-3的两端分别安装有一级阴前滑动轴承11-43、一级阴后滑动轴承11-44，并通过紧固件固定。
一级阳后滑动轴承11-42、一级阴后滑动轴承11-44沿轴向方向上分别设有第一止推轴承11-5，其中一侧的第一止推轴承11-5位于一级排气座11-8上，另一侧的第一止推轴承11-5位于一级阴后盖11-9、一级阳后盖11-10上；位于一级排气座11-8侧的一级阳后滑动轴承11-42端配有用来调节一级阳转子11-2排端间隙的一级阳调整垫圈11-11，位于一级排气座11-8侧的一级阴后滑动轴承11-44端配有用来调节一级阴转子11-3排端间隙的一级阴调整垫圈11-12。
一级压缩腔11上的第一平衡盘机构11-7包括第一平衡盘11-71，该第一平衡盘11-71的截面为凸字形结构，第一平衡盘11-71的凸起端与一级阳转子11-2上的一级阳前滑动轴承11-41之间设置有第一进水口11-6，第一进水口11-6通过与一级阳转子11-2进气端面形成的水压压差来平衡一级阳转子11-2的轴向力。
实施例三：二级压缩腔12内的二级阳转子12-2的两端分别安装有二级阳前滑动轴承12-41、二级阳后滑动轴承12-42，并通过紧固件固定；二级阴转子12-3的两端分别安装有二级阴前滑动轴承12-43、二级阴后滑动轴承12-44，并通过紧固件固定。
二级阳后滑动轴承12-42、二级阴后滑动轴承12-44沿轴向方向上分别设有第二止推轴承12-5，其中一侧的第二止推轴承12-5位于二级排气座12-8上，另一侧的第二止推轴承12-5位于二级阴后盖12-9、二级阳后盖12-10上；位于二级排气座12-8侧的二级阳后滑动轴承12-42端配有用来调节二级阳转子12-2排端间隙的二级阳调整垫圈12-11，位于二级排气座12-8侧的二级阴后滑动轴承12-44端配有用来调节二级阴转子12-3排端间隙的二级阴调整垫圈12-12。
二级压缩腔12上的第二平衡盘机构12-7包括第二平衡盘12-71，该第二平衡盘12-71的截面为凸字形结构，第二平衡盘12-71的凸起端与二级阳转子12-2上的二级阳前滑动轴承12-41之间设置有第二进水口12-6，第二进水口12-6通过与二级阳转子12-2进气端面形成的水压压差来平衡二级阳转子12-2的轴向力。
本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双级喷水螺杆主机，包括气缸(1)，其特征在于：所述气缸(1)设有两个独立且互相连通的压缩腔，并分为一级压缩腔(11)、二级压缩腔(12)，所述一级压缩腔(11)内设有排气通道(11-1)，所述二级压缩腔(12)内设有吸气通道(12-1)，所述气缸(1)的气缸壁上设有与雾化水冷机构连通的喷口(13)，且所述喷口(13)位于所述排气通道(11-1)与所述吸气通道(12-1)之间并进行雾化冷却；
所述一级压缩腔(11)内安装有互相配合的一级阳转子(11-2)、一级阴转子(11-3)，所述一级阳转子(11-2)、一级阴转子(11-3)的两端上分别安装有第一滑动轴承(11-4)，其中位于一级压缩腔(11)排气端的第一滑动轴承(11-4)的前后分别安装有第一止推轴承(11-5)，位于一级压缩腔(11)进气端的一级阳转子(11-2)或一级阴转子(11-3)上安装有设有第一进水口(11-6)的第一平衡盘机构(11-7)，并通过水压压差来平衡转子的轴向力；
所述二级压缩腔(12)内安装有互相配合的二级阳转子(12-2)、二级阴转子(12-3)，所述二级阳转子(12-2)、二级阴转子(12-3)的两端上分别安装有第二滑动轴承(12-4)，其中位于二级压缩腔(12)排气端的第二滑动轴承(12-4)的前后分别安装有第二止推轴承(12-5)，位于二级压缩腔(12)进气端的二级阳转子(12-2)或二级阴转子(12-3)上安装有设有第二进水口(12-6)的第二平衡盘机构(12-7)，并通过水压压差来平衡转子的轴向力；
所述一级压缩腔(11)、二级压缩腔(12)的进气端安装有齿轮箱(3)，该齿轮箱(3)内置有具有喷水润滑的齿轮机构(31)，所述齿轮机构(31)分别与所述一级压缩腔(11)、二级压缩腔(12)内的其中一个转子相连接。
2.根据权利要求1所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述齿轮机构(31)包括主动齿轮(31-1)、一级从动齿轮(31-2)、二级从动齿轮(31-3)，所述一级从动齿轮(31-2)与所述一级压缩腔(11)内的一级阳转子(11-2)或一级阴转子(11-3)相连接，所述二级从动齿轮(31-3)与所述二级压缩腔(12)内的二级阳转子(12-2)或二级阴转子(12-3)相连接，所述一级从动齿轮(31-2)、二级从动齿轮(31-3)与所述主动齿轮(31-1)啮合，且所述主动齿轮(31-1)与位于齿轮箱(3)上的驱动主轴(32)相连接。
3.根据权利要求2所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述驱动主轴(32)的两端分别安装有主轴前滑动轴承(33)、主轴后滑动轴承(34)，所述主轴前滑动轴承(33)的两端分别设有第三止推轴承(35)，其中一个位于密封端盖(36)侧，另一个位于齿轮箱后端盖(37)侧；所述第三止推轴承(35)与密封端盖(36)、齿轮箱后端盖(37)间设有第三进水口(38)，并通过水压压差来平衡驱动主轴(32)的轴向力。
4.根据权利要求1所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述一级压缩腔(11)内的一级阳转子(11-2)的两端分别安装有一级阳前滑动轴承(11-41)、一级阳后滑动轴承(11-42)，一级阴转子(11-3)的两端分别安装有一级阴前滑动轴承(11-43)、一级阴后滑动轴承(11-44)。
5.根据权利要求4所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述一级阳后滑动轴承(11-42)、一级阴后滑动轴承(11-44)沿轴向方向上分别设有第一止推轴承(11-5)，其中一侧的第一止推轴承(11-5)位于一级排气座(11-8)上，另一侧的第一止推轴承(11-5)位于一级阴后盖(11-9)、一级阳后盖(11-10)上；所述位于一级排气座(11-8)侧的一级阳后滑动轴承(11-42)端配有用来调节一级阳转子(11-2)排端间隙的一级阳调整垫圈(11-11)，所述位于一级排气座(11-8)侧的一级阴后滑动轴承(11-44)端配有用来调节一级阴转子(11-3)排端间隙的一级阴调整垫圈(11-12)。
6.根据权利要求5所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述一级压缩腔(11)上的第一平衡盘机构(11-7)包括第一平衡盘(11-71)，所述第一平衡盘(11-71)与一级阳转子(11-2)上的一级阳前滑动轴承(11-41)之间设置有第一进水口(11-6)，第一进水口(11-6)通过与一级阳转子(11-2)进气端面形成的水压压差来平衡一级阳转子(11-2)的轴向力。
7.根据权利要求1所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述二级压缩腔(12)内的二级阳转子(12-2)的两端分别安装有二级阳前滑动轴承(12-41)、二级阳后滑动轴承(12-42)，二级阴转子(12-3)的两端分别安装有二级阴前滑动轴承(12-43)、二级阴后滑动轴承(12-44)。
8.根据权利要求7所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述二级阳后滑动轴承(12-42)、二级阴后滑动轴承(12-44)沿轴向方向上分别设有第二止推轴承(12-5)，其中一侧的第二止推轴承(12-5)位于二级排气座(12-8)上，另一侧的第二止推轴承(12-5)位于二级阴后盖(12-9)、二级阳后盖(12-10)上；所述位于二级排气座(12-8)侧的二级阳后滑动轴承(12-42)端配有用来调节二级阳转子(12-2)排端间隙的二级阳调整垫圈(12-11)，所述位于二级排气座(12-8)侧的二级阴后滑动轴承(12-44)端配有用来调节二级阴转子(12-3)排端间隙的二级阴调整垫圈(12-12)。
9.根据权利要求8所述的双级喷水螺杆主机，其特征在于：所述二级压缩腔(12)上的第二平衡盘机构(12-7)包括第二平衡盘(12-71)，所述第二平衡盘(12-71)与二级阳转子(12-2)上的二级阳前滑动轴承(12-41)之间设置有第二进水口(12-6)，第二进水口(12-6)通过与二级阳转子(12-2)进气端面形成的水压压差来平衡二级阳转子(12-2)的轴向力。
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