CN109322830A - 水润滑压缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明的水润滑压缩系统在压缩机的高压出气端处的轴承室连通了一散热的油路系统，通过油路系统对润滑油的循环以及冷却，使运转过程中温度上升的润滑油得以循环散热的方式降温，增加压缩机的性能以及稳定性。另一方面，于压缩机的油润滑以及水润滑之间的大气室连通一负压系统，以对大气室提供一负压。当压缩室或轴承室发生水气或是油气泄漏时，负压系统得以对密封机构施以负压，以有效分离油润滑结构与水润滑结构，避免润滑油与水的交互污染。

Description

水润滑压缩系统

技术领域

本发明提供一种空气压缩系统，尤指一种水润滑压缩系统。

背景技术

已知的压缩机依据压缩室的润滑特性大致上可分为油润滑式压缩机及无油式压缩机两种。油润滑式压缩机内的润滑油除了具有润滑及气密的作用，在螺旋转子之间及螺旋转子与压缩室之间形成一润滑油膜，用以防止金属表面磨擦耗损及防止压缩气体泄漏之外，其另一作用为冷却压缩过程中所产生的压缩热，使压缩机的压缩温度有效降低，提高压缩效率。

当气体进入密闭的压缩腔后，气体初步开始进行压缩时，润滑油会附着于螺旋转子及压缩室内壁作为气密及润滑之用。

另有一种水润滑双螺旋式压缩机，于压缩室内采用“无油”润滑的压缩结构设计，其压缩过程中不需任何润滑油进行润滑，所以不会产生油气污染压缩空气。然而，这种水润滑双螺旋式压缩机若是属于大型的机台设计，那么转子的同步齿轮在运转时极易产生显著的温度上升，造成后端的轴承室的润滑油温度过高而有排热的问题。

另一方面，当压缩机在长期运转之后，压缩室的轴封会疲劳老化，也可能产生水气的微漏。当水气泄漏到大气室时，会经由润滑油封被吸到轴承室内，致使润滑油乳化，影响润滑油的润滑性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种水润滑压缩系统，在系统运作时进一步提供机体油润滑系统的冷却与稳定性，并防止机体密封结构的泄漏。

为了解决上述问题，本发明的实施例提供了一种水润滑压缩系统，包含有一压缩机、一气路系统、一水路系统、一油路系统以及一负压系统。该压缩机设有一入口端以及一出口端，该压缩机具有一压缩室、一第一轴承室以及一第二轴承室，该第一轴承室与该压缩室间具有一第一大气室，该第二轴承室与该压缩室间具有一第二大气室。该气路系统连通该压缩机的该入口端以及该出口端，该气路系统包含一水气分离装置，连通于该压缩机的该出口端。该水路系统连通一外部水源以及该压缩机的该入口端。该油路系统连通于该第二轴承室，使该第二轴承室内的润滑油于该油路系统内循环。该负压系统连通于该第一大气室以及该第二大气室，用以对该第一大气室以及该第二大气室提供一负压。

于本发明所提供的实施例中，其中该第一轴承室具有一第一油封，该第二轴承室具有一第二油封，该压缩室邻近该第一大气室以及该第一轴承室的一端具有一第一密封装置，且该压缩室邻近该第二大气室以及该第二轴承室的一端具有一第二密封装置。

于本发明所提供的实施例中，其中该第二轴承室具有一进油口以及一出油口，该油路系统包含有一油泵、一油冷却器以及一油过滤器。该油泵连通该第二轴承室的该出油口，该油冷却器连通该油泵，该油过滤器连通该油冷却器与该第二轴承室的该进油口。其中该第二轴承室内的润滑油由该出油口经该油泵抽取后、经该油冷却器冷却以及该油过滤器过滤后，由该进油口进入该第二轴承室。

于本发明所提供的实施例中，其中该负压系统包含有一鼓风机以及一负压喷嘴。该负压喷嘴连通于该鼓风机、该第一大气室以及该第二大气室，该鼓风机对该负压喷嘴提供气流，使该负压喷嘴对该第一大气室以及该第二大气室提供该负压。

于本发明所提供的实施例中，其中该气路系统另包含一进气过滤器、一进气调节阀、一水气消除器以及一球阀，该进气过滤器连通该进气调节阀，该进气调节阀连通该压缩机的该入口端，该水气分离装置连通该水气消除器，该球阀连通该水气消除器。

于本发明所提供的实施例中，其中该水路系统包含一第一水处理装置、一第二水处理装置、一冷却器、一过滤器、一水泵以及一球阀。其中该第一水处理装置连通该外部水源以及该水气分离装置，该第二水处理装置连通该水气分离装置，该水泵连通于该第二水处理装置以及该压缩机的一第一注水口之间，该冷却器连通于该第二水处理装置以及该过滤器之间，该球阀连通于该过滤器以及该压缩机的一第二注水口之间。

于本发明所提供的实施例中，其中该第一水处理装置为RO逆渗透装置或软水器，该第二水处理装置为牺牲阳极处理装置。

于本发明所提供的实施例中，其中该压缩机连接于一驱动装置，该驱动装置驱动该压缩机以将进入该入口端的空气加压为压缩空气并由该出口端送出，其中该驱动装置为电动马达、气动马达、液压马达或涡轮机。

本发明的水润滑压缩系统对机体油润滑结构另外采用了外部的冷却结构，使运转过程中温度上升的润滑油得以循环散热的方式降温，增加压缩机的性能以及稳定性。另一方面以负压系统对密封机构施以负压，以有效分离油润滑结构与水润滑结构，避免润滑油与水的交互污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的水润滑压缩系统的示意图。

图2为水润滑压缩系统中的压缩机一实施例的剖面图。

附图标号：

1 压缩机

11 压缩室

11a 入口端

11b 出口端

11c 第一注水口

11d 第二注水口

12 第一轴承室

13 第二轴承室

14 第一油封

15 第二油封

16 第二密封装置

17 第一大气室

18 第二大气室

19 第一密封装置

131 进油口

132 出油口

2 气路系统

21 进气过滤器

22 进气调节阀

23 水气分离装置

231 压力安全阀

24 水气消除器

25 球阀

3 水路系统

30 外部水源

31 第一水处理装置

32 第二水处理装置

33 冷却器

34 过滤器

35 水泵

36 球阀

4 油路系统

41 油泵

42 油冷却器

43 油过滤器

5 负压系统

51 鼓风机

52 负压喷嘴

6 驱动装置

100 水润滑压缩系统

具体实施方式

在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中相关技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”或“连接”一词在此包含任何直接及间接的电气或结构连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接/连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气/结构连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气/结构连接至该第二装置。

请参考图1以及图2，其中图1为本发明的水润滑压缩系统的示意图，图2为水润滑压缩系统中的压缩机一实施例的剖面图。水润滑压缩系统100包含了一压缩机1、一气路系统2、一水路系统3、一油路系统4以及一负压系统5。压缩机1为一水润滑压缩机，能将吸入的气体与水一起混合后压缩至一定容积后吐出。压缩机1连接于一驱动装置6，在本发明的实施例中，驱动装置6可以是电动马达、气动马达、液压马达或涡轮机，驱动装置6可驱动压缩机1以将进入压缩机的入口端11a的空气加压为压缩空气并由出口端11b送出。于图2中，压缩机1具有一压缩室11、一第一轴承室12以及一第二轴承室13，在第一轴承室12与压缩室11之间由一第一大气室17隔开，且第一轴承室12设有一第一油封14。在压缩室11邻近第一大气室17的一端设有一第一密封装置19。在第二轴承室13与压缩室11之间由一第二大气室18隔开，并且第二轴承室13设有一第二油封15，而压缩室11邻近第二大气室18的一端具有一第二密封装置16，其中第二密封装置16可以是机械轴封或是唇封。

第一轴承室12以及第二轴承室13分别是独立的润滑油箱，其内含润滑油，在压缩机1运转对其中的转子轴承进行润滑，并且分别利用第一油封14以及第二油封15密封在压缩室11的前后两端。在压缩室11前端的第一轴承室12对转子轴承进行润滑，且设置的第一油封14可防止油气进入密闭的压缩室11内，造成压缩空气受到油气的污染，在压缩室11侧另外设置第一密封装置19。而在压缩室11后端的第二轴承室13同时对转子轴承以及同步齿轮进行润滑，且由于其处于压缩后的高压排气端，在设置第二油封15(同样阻挡润滑油的油气泄漏)外，在压缩室11侧另外设置第二密封装置16(阻挡压缩空气与水跑进压缩机1的第二轴承室13)。

气路系统2连通于压缩机1的入口端11a以及出口端11b，其包含了一进气过滤器21、一进气调节阀22、一水气分离装置23、一水气消除器24以及一球阀25。其中进气过滤器21连通进气调节阀22，进气调节阀22连通压缩机1的入口端11a，以将空气输入压缩机1。水气分离装置23连通于压缩机1的出口端11b，其可另设置一压力安全阀231，水气消除器24连通于水气分离装置23，而球阀25连通水气消除器24。压缩机1将混合的压缩空气与水由出口端11b输出后，经水气分离装置23、水气消除器24以及球阀25后，将冷却后的空气输出至系统端。

水路系统3连通一外部水源30以及压缩机1的入口端11a。更具体地说，水路系统3包含了一第一水处理装置31、一第二水处理装置32、一冷却器33、一过滤器34、一水泵35以及一球阀36。第一水处理装置31可以是RO逆渗透装置或软水器，以进行外部水源30的水质调整。第一水处理装置31连通外部水源30以及水气分离装置23。第二水处理装置32连通水气分离装置23，第二水处理装置32可为牺牲阳极处理装置，用以调整水中金属离子的浓度，使分离后的水可进行水质处理(调整)，以减少对金属的腐蚀性。水泵35连通于第二水处理装置32以及压缩机1的一第一注水口11c之间，用于辅助加压将水打进压缩机1的第一注水口11c，以便在启动时系统无压力，将一部分水打进压缩机1。冷却器33亦连通于第二水处理装置32以及过滤器34之间，球阀36连通于过滤器34以及压缩机1的一第二注水口11d之间，冷却器33可将温度升高的润滑水冷却为温度低的润滑水，再经由过滤器34过滤水中的杂质，使循环水具有较佳的洁净度，再由球阀36控制将水输送至压缩机1的压缩室11。在本发明的水润滑压缩系统100中，水路系统3由第一注水口11c以及第二注水口11d注入压缩机1的压缩室11的水，可对压缩室11内的运转零件以及两端的轴封装置进行冷却，同时具有润滑与密封等作用，形成一完整的循环系统。

当压缩系统100为大功率的规格设计时，压缩机1在运转过程中产生的热造成第二轴承室13的润滑油温度上升，因此油路系统4连通于第二轴承室13，可使第二轴承室13内的润滑油得以在油路系统4内循环冷却。如图1所示，油路系统4包含了一油泵41、一油冷却器42以及一油过滤器43。第二轴承室13具有一进油口131以及一出油口132(参考图2)，油泵41连通出油口132，以将第二轴承室13内的润滑油抽离并送至连通于油泵41的油冷却器42进行冷却。油过滤器43连通油冷却器42以及进油口131，冷却后的润滑油在经过油过滤器43过滤后，再由进油口131进入第二轴承室13。

负压系统5则分别连通于第一大气室17以及第二大气室18。第一大气室17以及第二大气室18分别介于第一轴承室12与压缩室11以及第二轴承室13与压缩室11之间，为了避免压缩室11轴封疲劳老化而发生水气泄漏，负压系统5利用一鼓风机51连通于一负压喷嘴52，负压喷嘴52再连通于第一大气室17以及第二大气室18。负压喷嘴52为一小截面积流道，当鼓风机51对负压喷嘴52提供气流时，气流流经负压喷嘴52的流道的速度会加快，依据伯努利定律，流道的气压会下降，从而对第一大气室17以及第二大气室18提供一负压。因此若有由压缩室11渗漏出来的水气(或是由第一轴承室12或第二轴承室13渗漏出来的油气，在进入第一大气室17或第二大气室18时，即因为负压系统5所产生的负压而流向负压喷嘴52，并进入大气中(如图1所示)，因此负压系统5可作为水润滑压缩系统100的主动防泄漏装置。

本发明的水润滑压缩系统100在压缩机1的高压出气端处的轴承室连通了一散热的油路系统，通过油路系统对润滑油的循环以及冷却，使运转过程中温度上升的润滑油得以循环散热的方式降温，增加压缩机1的性能以及稳定性。另一方面，于压缩机1的油润滑以及水润滑之间的大气室连通一负压系统，以对大气室提供一负压。当压缩室或轴承室发生水气或是油气泄漏时，负压系统得以对密封机构施以负压，以有效分离油润滑结构与水润滑结构，避免润滑油与水的交互污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种水润滑压缩系统，其特征在于，包含有：

一压缩机，该压缩机设有一入口端以及一出口端，该压缩机具有一压缩室、一第一轴承室以及一第二轴承室，该第一轴承室与该压缩室间具有一第一大气室，该第二轴承室与该压缩室间具有一第二大气室；

一气路系统，连通该压缩机的该入口端以及该出口端，该气路系统包含一水气分离装置，连通于该压缩机的该出口端；

一水路系统，连通一外部水源以及该压缩机的该入口端；

一油路系统，连通于该第二轴承室，使该第二轴承室内的润滑油于该油路系统内循环；以及

一负压系统，连通于该第一大气室以及该第二大气室，用以对该第一大气室以及该第二大气室提供一负压。

2.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该第一轴承室具有一第一油封，该第二轴承室具有一第二油封，该压缩室邻近该第一大气室以及该第一轴承室的一端具有一第一密封装置，且该压缩室邻近该第二大气室以及该第二轴承室的一端具有一第二密封装置。

3.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该第二轴承室具有一进油口以及一出油口，该油路系统包含有：

一油泵，连通该第二轴承室的该出油口；

一油冷却器，连通该油泵；以及

一油过滤器，连通该油冷却器与该第二轴承室的该进油口；

其中该第二轴承室内的润滑油由该出油口经该油泵抽取后、经该油冷却器冷却以及该油过滤器过滤后，由该进油口进入该第二轴承室。

4.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该负压系统包含有：

一鼓风机；以及

一负压喷嘴，连通于该鼓风机、该第一大气室以及该第二大气室，该鼓风机对该负压喷嘴提供气流，使该负压喷嘴对该第一大气室以及该第二大气室提供该负压。

5.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该气路系统另包含一进气过滤器、一进气调节阀、一水气消除器以及一球阀，该进气过滤器连通该进气调节阀，该进气调节阀连通该压缩机的该入口端，该水气分离装置连通该水气消除器，该球阀连通该水气消除器。

6.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该水路系统包含一第一水处理装置、一第二水处理装置、一冷却器、一过滤器、一水泵以及一球阀；

其中该第一水处理装置连通该外部水源以及该水气分离装置，该第二水处理装置连通该水气分离装置，该水泵连通于该第二水处理装置以及该压缩机的一第一注水口之间，该冷却器连通于该第二水处理装置以及该过滤器之间，该球阀连通于该过滤器以及该压缩机的一第二注水口之间。

7.如权利要求6所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该第一水处理装置为RO逆渗透装置或软水器，该第二水处理装置为牺牲阳极处理装置。

8.如权利要求1所述的水润滑压缩系统，其特征在于，该压缩机连接于一驱动装置，该驱动装置驱动该压缩机以将进入该入口端的空气加压为压缩空气并由该出口端送出，其中该驱动装置为电动马达、气动马达、液压马达或涡轮机。