CN110219802A - 一种三电机驱动的单螺杆压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种三电机驱动的单螺杆压缩机，包括设置在机壳当中的螺杆以及在螺杆两侧对称配置的两个星轮，螺杆与两个星轮分别通过联轴器与三个电机单独连接，三个电机与电源相连并且电机的转速能够通过变频器控制，变频器带有控制器，控制器设有转速比，变频器中设有设定频率；所述的螺杆与星轮同步转动并且互不接触，通过螺杆的螺槽、机壳的内壁以及星轮的齿构成封闭气腔，机壳上设有进气口和排气口，气体由进气口经过吸气腔进入螺槽内，当星轮齿在螺槽内相对运动时，封闭气腔的容积逐渐减小，气体受到压缩，压缩气体经过排气腔由排气口排出。本发明能够解决单螺杆压缩机的星轮磨损问题，调节螺杆与星轮的转速，可以实现无级变流量调节，改变压缩机的压比。
Description
技术领域
本发明属于压缩机结构设计领域，具体涉及一种三电机驱动的单螺杆压缩机。
背景技术
单螺杆压缩机是容积式压缩机的一类，市场上现有的单螺杆压缩机都是由一个圆柱形螺杆和两个对称配置的平面型星轮组成啮合副，装在机壳中，螺杆的螺槽，机壳内腔、星轮齿顶面构成工作容积，通过螺杆带动星轮旋转，完成单螺杆压缩机的吸气、压缩、排气过程。
单螺杆压缩机的结构简单，无气阀，易损件少，体积小，结构紧凑，维修方便，并且单螺杆压缩机由于有两个星轮在螺杆两侧对称配置的，使得单螺杆压缩机结构合理，并具有理想的力平衡性，轴向负荷、径向气体力等都会相互抵消。由于单螺杆压缩机的力平衡性较好，因此振动小，噪声低；单螺杆压缩机在工作时，螺杆上的螺槽在一转中均被利用两次，使得螺槽空间得以充分利用。单螺杆空气压缩机主要用于石油、化工、能源、交通、机械、冶金、矿山、建筑、医药、食品等领域，军事上如潜水艇和导弹发射等也有重要用途。
无油单螺杆压缩机因能提供洁净能源节能，市场需求越来越大。但由于单螺杆是由螺杆带动两个对称分布的星轮转动，使得星轮的磨损严重，与材料、润滑、加工、运行等均相关，国内外多年来一直在上述几方面努力改善，但仍然没有很好的解决星轮磨损的问题，另外，无油螺杆压缩机一般采用的是喷水润滑，但是效果不佳，并没有大规模推广到市场。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种三电机驱动的单螺杆压缩机，由三个电机分别驱动螺杆以及两个星轮，使三者同步转动，在工作过程中，螺杆以及两个星轮互不接触，解决单螺杆压缩机的星轮磨损问题，另外三个电机又可以实现频率的变换，调节螺杆与星轮的转速，可以实现无级变流量调节，调节转速能改变单螺杆压缩机的压比。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
包括设置在机壳当中的螺杆以及在螺杆两侧对称配置的两个星轮，螺杆与两个星轮分别通过联轴器与三个电机单独连接，三个电机与电源相连并且电机的转速能够通过变频器控制，变频器带有控制器，控制器设有转速比，变频器中设有设定频率；所述的螺杆与星轮同步转动并且互不接触，通过螺杆的螺槽、机壳的内壁以及星轮的齿构成封闭气腔，机壳上设有进气口和排气口，气体由进气口经过吸气腔进入螺槽内，当星轮齿在螺槽内相对运动时，封闭气腔的容积逐渐减小，气体受到压缩，压缩气体经过排气腔由排气口排出。连接星轮的两个电机采用顺排方式布置在星轮的同一侧或采用叉排方式布置在两个星轮的相反侧。
所述的星轮安装在星轮轴上，星轮轴通过星轮轴联轴器连接星轮轴电机，星轮轴电机通过电机固定支架竖直固定在机壳的外部；星轮轴与星轮联轴器通过星轮轴键相连，星轮联轴器通过星轮电机键与星轮轴电机相连。螺杆通过螺杆轴键与螺杆轴联轴器相连，螺杆轴联轴器通过螺杆轴键与螺杆轴电机相连；螺杆轴电机由支架固定在水平面上。
所述的螺杆通过螺杆小端盖以及螺杆端盖从两侧定位在机壳上；安装在星轮轴上的星轮通过星轮小端盖以及星轮端盖从两侧定位在机壳上。电机的转速通过传感器进行测量，根据传感器传入控制器的电信号与控制器内置参数的差值，调节变频器的频率实现三个电机的同步控制以及三个电机的转速调节，进而控制调节单螺杆压缩机的流量，调节压比。
所述机壳的进气口或排气口设置气体流量传感器，在控制器当中设定流量，将气体流量传感器实际测得的流量与控制器的设定流量进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
所述机壳的排气口设置压力传感器，控制器中设定压力，将压力传感器测得的压力与控制器的设定压力进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
在电机的输入电路中设置电流传感器，用来测量电机的输入电流，控制器中设定电流，将电流传感器测得的电流与控制器的设定电流进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变压缩机压比。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：螺杆与两个星轮分别通过联轴器与三个电机单独连接，三个电机的转速通过变频器控制，变频器带有控制器，控制器设有转速比，变频器中设有设定频率，根据传感器传入控制器的电信号与控制器内置参数的差值，调节变频器的频率，能够对三个电机频率进行分别调节，进而实现三个电机的同步控制以及三个电机的转速调节，控制调节单螺杆压缩机的流量，实现吸气、压缩、排气过程，由于螺杆与星轮同步转动并互不接触，可以解决单螺杆压缩机的螺杆以及星轮磨损严重的问题，由于单螺杆压缩机的排气量与用户需求量的差值存在比例关系，进而能改变单螺杆压缩机的压比。
附图说明
图1本发明单螺杆压缩机的整体结构示意图；
图2本发明压缩机螺杆以及星轮配合关系示意图；
图3本发明的星轮安装方式示意图；
附图中：1-机壳；2-星轮；3-电机固定支架；4-星轮轴电机；5-星轮轴联轴器；6-螺杆轴联轴器；7-螺杆轴电机；8-螺杆；9-星轮小端盖；10-密封圈；11-星轮轴轴承；12-星轮端盖；13-螺杆小端盖；14-螺杆端盖；15-星轮轴；16-星轮轴键。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1-3，本发明三电机驱动的单螺杆压缩机能够直接在传统的单螺杆压缩机基础上进行改造得到，在原始结构由一个电机驱动螺杆8然后带动两个星轮2转动，改造为三个电机分别驱动螺杆8以及两个星轮2，使得螺杆8以及两个星轮2同步转动，且互不接触。
本发明的单螺杆压缩机结构与传统单螺杆压缩机不同的是，由三个电机分别驱动螺杆8、以及两个星轮2，使三者同步转动，在工作过程中，螺杆8以及两个星轮2互不接触，可以解决单螺杆压缩机的星轮磨损问题。另外三个电机又可以由变频器等控制实现频率的变换，进而调节螺杆与星轮的转速，实现无级变流量调节；单螺杆压缩机的排气量如果大于用户需求的气量，就会导致单螺杆的外压比增大，所以可以通过调节转速能改变单螺杆压缩机的压比。
具体的，本发明三电机驱动的单螺杆压缩机，在结构上包括设置在机壳1当中的螺杆8以及在螺杆8两侧对称配置的两个星轮2，螺杆8与两个星轮2分别通过联轴器与三个电机单独连接。星轮2安装在星轮轴15上，星轮轴15通过星轮轴联轴器5连接星轮轴电机4，星轮轴电机4通过电机固定支架3竖直固定在机壳1的外部，螺杆轴电机7由支架固定在水平面上。星轮轴15与星轮联轴器5通过星轮轴键16相连，星轮联轴器5通过星轮电机键与星轮轴电机4相连，螺杆8通过螺杆轴键与螺杆轴联轴器6相连，螺杆轴联轴器6通过螺杆轴键与螺杆轴电机7相连。连接星轮2的两个电机采用顺排方式布置在星轮2的同一侧或采用叉排方式布置在两个星轮2的相反侧。螺杆8通过螺杆小端盖13以及螺杆端盖14从两侧定位在机壳1上；安装在星轮轴15上的星轮2通过星轮小端盖9以及星轮端盖12从两侧定位在机壳1上。三个电机与电源相连并且电机的转速能够通过变频器控制，变频器带有控制器，控制器设有转速比，变频器中设有设定频率；螺杆8与星轮2同步转动并且互不接触，通过螺杆8的螺槽、机壳1的内壁以及星轮2的齿构成封闭气腔，机壳1上设有进气口和排气口，气体由进气口经过吸气腔进入螺槽内，当星轮齿在螺槽内相对运动时，封闭气腔的容积逐渐减小，气体受到压缩，压缩气体经过排气腔由排气口排出。
本发明三个电机的转速可以通过传感器进行测量，根据传感器传入控制器的电信号与控制器内置参数的差值，调节变频器的频率实现三个电机的同步控制以及三个电机的转速调节，进而控制调节单螺杆压缩机的流量。在具体检测过程中，可以采用以下方式：
1)机壳1的进气口或排气口设置气体流量传感器，在控制器当中设定流量，将气体流量传感器实际测得的流量与控制器的设定流量进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
2)机壳1的排气口设置压力传感器，控制器中设定压力，将压力传感器测得的压力与控制器的设定压力进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
3)在电机的输入电路中设置电流传感器，测量电机的输入电流，控制器中设定电流，将电流传感器测得的电流与控制器的设定电流进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
实施例中所示的是以CP型单螺杆压缩机以及星轮驱动电机对置放置形式为例进行的介绍，本领域技术人员应当理解的是，其他所有型式的单螺杆压缩机都在保护范围之内。
本发明针对解决的是单螺杆压缩机的星轮磨损严重问题以及无油单螺杆压缩机的效率以及无油等问题。该结构与传统单螺杆压缩机不同的是，由三个电机分别驱动螺杆、以及两个星轮，使三者同步转动，在工作过程中，螺杆以及两个星轮互不接触，可以解决单螺杆压缩机的星轮磨损问题。另外，三个电机又可以由变频器等控制实现频率的变换，进而调节螺杆与星轮的转速，实现无级变流量调节；单螺杆压缩机的排气量如果大于用户需求的气量，就会导致单螺杆的外压比增大，所以可以通过调节转速能改变单螺杆压缩机的压比。
以上所述仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明做任何形式上的限定，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以做出一些其他简单修改和替换。
Claims (9)
1.一种三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：包括设置在机壳(1)当中的螺杆(8)以及在螺杆(8)两侧对称配置的两个星轮(2)，螺杆(8)与两个星轮(2)分别通过联轴器与三个电机单独连接，三个电机与电源相连并且电机的转速能够通过变频器控制，变频器带有控制器，控制器设有转速比，变频器中设有设定频率；所述的螺杆(8)与星轮(2)同步转动并且互不接触，通过螺杆(8)的螺槽、机壳(1)的内壁以及星轮(2)的齿构成封闭气腔，机壳(1)上设有进气口和排气口，气体由进气口经过吸气腔进入螺槽内，当星轮齿在螺槽内相对运动时，封闭气腔的容积逐渐减小，气体受到压缩，压缩气体经过排气腔由排气口排出。
2.根据权利要求1所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：连接星轮(2)的两个电机采用顺排方式布置在星轮(2)的同一侧或采用叉排方式布置在两个星轮(2)的相反侧。
3.根据权利要求1或2所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：所述的星轮(2)安装在星轮轴(15)上，星轮轴(15)通过星轮轴联轴器(5)连接星轮轴电机(4)，星轮轴电机(4)通过电机固定支架(3)竖直固定在机壳(1)的外部；星轮轴(15)与星轮联轴器(5)通过星轮轴键(16)相连，星轮联轴器(5)通过星轮电机键与星轮轴电机(4)相连。
4.根据权利要求3所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：螺杆(8)通过螺杆轴键与螺杆轴联轴器(6)相连，螺杆轴联轴器(6)通过螺杆轴键与螺杆轴电机(7)相连；
螺杆轴电机(7)由支架固定在水平面上。
5.根据权利要求3所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：所述的螺杆(8)通过螺杆小端盖(13)以及螺杆端盖(14)从两侧定位在机壳(1)上；安装在星轮轴(15)上的星轮(2)通过星轮小端盖(9)以及星轮端盖(12)从两侧定位在机壳(1)上。
6.根据权利要求1所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：电机的转速通过传感器进行测量，根据传感器传入控制器的电信号与控制器内置参数的差值，调节变频器的频率实现三个电机的同步控制以及三个电机的转速调节，进而控制调节单螺杆压缩机的流量。
7.根据权利要求1所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：所述机壳(1)的进气口或排气口设置气体流量传感器，在控制器当中设定流量，将气体流量传感器实际测得的流量与控制器的设定流量进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
8.根据权利要求1所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：所述机壳(1)的排气口设置压力传感器，控制器中设定压力，将压力传感器测得的压力与控制器的设定压力进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，通过压力来间接反应单螺杆压缩机的排气量，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
9.根据权利要求1所述三电机驱动的单螺杆压缩机，其特征在于：在电机的输入电路中设置电流传感器，用来测量电机的输入电流，控制器中设定电流，将电流传感器测得的电流与控制器的设定电流进行比较，增大或者减小变频器的频率，实现对变频器所连接的电机的转速调节，调节流量实现无极变流量调节，改变单螺杆压缩机的压比。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190910 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |