CN111365236A - 干式螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式螺杆压缩机，其技术方案要点是，包括壳体，壳体内设有阴、阳螺杆，阴、阳螺杆均套有轴承组，壳体内设有对轴承组与阴、阳螺杆进行油冷的冷却箱，以及用于阴、阳螺杆的螺杆部压气的压气箱，阴、阳螺杆上均套有将冷却箱与压气箱密封隔离的第一骨架密封；冷却箱内设有驱动阴、阳螺杆的主传动齿，冷却箱包括箱盖与挡板，挡板位于主传动齿的下半方，箱盖与挡板分别置于主传动齿的两个齿面形成将冷却油限制在主传动齿齿内的夹油槽，冷却箱内设有导油通道，导油通道的入油口对准夹油槽的出口，导油通道的出油口置于阴、阳螺杆的上方；冷却箱的外部设有风扇，通过优异的油冷系统与轴承组上的弹性借位，达到避免轴承组卡死的效果。

Description

干式螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及一种干式螺杆压缩机。

背景技术

螺杆压缩机一般可分为干式和湿式两种，所谓干式即压缩腔中不喷液，压缩气体不会被污染，湿式是指压缩腔中喷入润滑油或其它液体借以冷却被压缩气体，改善密封，并可润滑阴、阳转子和轴承，实现自身传动。

干式螺杆压缩机虽然能够直接输出高质量的压缩气体，但是相对湿式螺杆压缩机没有了在压缩腔内油冷却，导致螺杆和机壳的温度较高，由于干式螺杆的冷却性能较差，螺杆在长时间高温工作下因热膨胀的因素导致螺杆沿其轴向受热伸长；而螺杆的轴向伸长移动，将导致轴承的内圈与外圈对轴承滚珠造成刚性挤压，导致轴承内、外圈对滚珠的摩擦力增大，使得干式螺杆压缩机的使用寿命减少。

发明内容

本发明的目的是提供一种干式螺杆压缩机，通过优异的油冷系统与轴承组上的弹性借位，使得螺杆受热后对轴承组的挤压作用减小，达到避免轴承组卡死的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种干式螺杆压缩机，包括壳体，壳体内设有阴、阳螺杆，阴、阳螺杆套有轴承组，阴、阳螺杆均套设挤压轴承组的波形弹簧；壳体内设有对轴承组与阴、阳螺杆进行油冷的冷却箱，以及用于阴、阳螺杆的螺杆部压气的压气箱，阴、阳螺杆上均套有将冷却箱与压气箱密封隔离的第一骨架密封；冷却箱内设有驱动阴、阳螺杆的主传动齿，冷却箱包括箱盖与挡板，挡板位于主传动齿的下半方，箱盖与挡板分别置于主传动齿的两个齿面形成将冷却油限制在主传动齿齿内的夹油槽，冷却箱内设有导油通道，导油通道的入油口对准夹油槽的出口，导油通道的出油口置于阴、阳螺杆的上方；冷却箱的外部设有风扇。

通过采用上述技术方案，主传动齿的向上输送冷却油的方式，类似水车抽水，但是由于主传动齿的两侧无遮挡，大量的冷却油会在向上旋出中沿着两侧旋出中漏出，故冷却油向螺杆的输送效率较低，使得螺杆与轴承组的冷却效果较差；而本设计改善了这个问题，方案是：挡板与箱盖对主传动齿向上旋转的两侧齿面进行隔挡，避免主传动齿在向上拨动冷却油时，冷却油沿齿缝两侧大幅度漏出的情况发生，提高了冷却油从底部向上运输效率；

其次，主传动齿的齿口旋转到齿轮圆周的上半部分，由于挡板的消失，且主传动齿上半部的圆周边沿失去壳体隔挡，冷却油在离心作用下向上方旋出，旋出的冷却油正好对准导油通道的入油口，源源不断的冷却油被离心甩出并沿着导油通道运输到阴、阳螺杆上方，并从上方流出，对阴、阳螺杆以及螺杆上的轴承组进行冷却。

再者，当阴、阳螺杆受热纵向伸长，阴、阳螺杆上轴件挤压轴承，从而带动轴承组的内、外圈彼此挤压卡死；然而阴、阳螺杆的两端均套设有波形弹簧，波形弹簧的作用在于提供一个借位空间，阴、阳螺杆的轴减在挤压轴承组时，波形弹簧先一步压缩，在轴向提供一定让位空间，使得轴承座内、外圈的刚性挤压情况减小，从而避免轴承受热卡死。

第一骨架密封主要放置冷却油流入螺杆的螺旋部。

风扇对冷却箱吹风，有利于降低冷却箱的温度。

本设计从提高两方面入手解决技术：一方面，提高油冷系统的油冷效率，从而降低阴、阳螺杆温度，减少了阴、阳螺杆纵向伸长幅度，减少对轴承轴向的挤压力，从而延长轴承组的使用寿命；另一方面，通过波形弹簧的让位效果，降低轴承组内外圈之间挤压时的刚性破坏，从而延长轴承组的使用寿命，从以上两发方面的结合改进，使得本设计的螺杆压缩机轴承组可以稳定的使用。

优选的，导油通道的出油口置于阴、阳螺杆之间。

通过采用上述技术方案，该出油口掉出部分冷却油可以直接落在阴、阳螺杆，避免了冷却油流动路径，可对阴、阳螺杆的进行快速冷却，从而减缓轴承受热卡死的情况发生。

优选的，壳体内设有冷流道，冷流道的一端口指向阴、阳螺杆的轴承组，冷流道的另一端口置于导油通道的下方且用于承接导油通道喷出的油。

通过采用上述技术方案，冷流道直接指向轴承组，可对轴承组实现快速降温，从而减缓轴承受热卡死的情况发生。

优选的，挡板为金属板，且挡板呈月牙状，挡板包括一个斜面与一个弧面，斜面倾斜置于冷却箱内，弧面沿主传动齿的旋转方向布置。

通过采用上述技术方案，挡板包括一个斜面与一个弧面，斜面倾斜置于冷却箱内，斜面的倾斜布置，有利于上方较热的油液向下流动；弧面沿主传动齿的旋转方向布置，弧面与冷却箱接触面增加，有利于挡板将热量快速传导致冷却箱外壁，而冷却箱外壁具有较大的冷却风，故金属制的挡板可以提高冷却箱的降温效果。

优选的，冷却箱的外部设有将风引流至压气箱的导风板，壳体套有外罩，外罩覆盖导风板与风扇。

通过采用上述技术方案，外罩将风扇的风压向了壳体外壁，避免了风向四周扩散，这种将风集中的导风方式可以增加风扇的风冷效果。

除冷却箱之外，压气箱的温度较高，故通过导风板将流离冷却箱的风大量导向压气箱，可进一步降低压气箱的温度，进而降低阴、阳螺杆的温度。

优选的，挡板内设有彼此连通的风孔与螺纹孔，挡板与壳体之间设有至少两颗用中空的螺钉，螺钉的中空部位连通风孔与螺纹孔形成冷风道。

通过采用上述技术方案，将风扇旋出的冷却风引入到挡板，而挡板是金属块具有良好的导热效果，故提高箱盖内部的冷却效果。

优选的，冷却箱的外部设有至少2片的散热片，外罩覆盖散热片，中空的螺钉帽部置于两个散热片内形成进气孔。

通过采用上述技术方案，两个散热片可以引导风扇风吹向螺钉的内部，加速挡板内空气流动速率，提高冷却箱内冷却油的降温。

优选的，所述阴、阳螺杆背离冷却箱的另一端部均套设有密封件。

通过采用上述技术方案，密封件对阴、阳螺杆的另一端起到隔离作用。

优选的，所述密封件包括第二骨架密封和挡油环，所述第二骨架密封和挡油环沿着螺杆的轴向从内向外依次设置。

通过采用上述技术方案，第二骨架密封和挡油环起到良好的密封作用。

优选的，壳体包括进气箱，第二骨架密封和挡油环于壳体的进气箱内。

通过采用上述技术方案，外部气体通过进气箱进入，进入的空气会对第二骨架密封和挡油，以及该位置的轴承组起到优异的冷却作用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在利用风扇冷却壳体的基础上，

以两方面进行技术优化：一方面，提高油冷系统的油冷效率从而降低阴、阳螺杆温度，减少了阴、阳螺杆纵向伸长幅度，减少对轴承纵向的挤压力，从而延长轴承组的使用寿命；另一方面，通过波形弹簧的让位效果，减低轴承组内外圈之间挤压时的刚性破坏，从而延长轴承组的使用寿命，从以上两发方面的结合改进，使得本设计的螺杆压缩机轴承组可以稳定的使用。风扇对冷却箱吹风，降低冷却箱的温度。

附图说明

图1是实施例1中壳体与外罩的爆炸示意图；

图2是实施例1壳体上方剖开后以显示阴、阳螺杆位置关系的俯视图；

图3是图2中的A部放大图；

图4是图2中的B部放大图；

图5是实施例1干式螺杆压缩机的纵向剖视图；

图6是实施例1显示挡板、主传动齿与箱盖形成夹持槽时的结构示意图；

图7是实施例1显示挡板、主传动齿、封隔片与箱盖爆炸示意图；

图8是实施例1冷却箱内冷流道的结构示意图；

图9是实施例1中冷却箱与挡板的结构示意图。

图中：

1、壳体；11、进气箱；12、压气箱；13、冷却箱；131、箱盖；

21、风扇；22、外罩；23、导风板；24、散热片；

31、阴螺杆；32、阳螺杆；33、轴承组；331、滚子轴承；332、球轴承；

41、主传动齿；42、副传动齿；43、主同步齿；44、副同步齿；

51、波形弹簧；52、第一骨架密封；53、迷宫密封；

61、第二骨架密封；62、挡油环；

7、挡板；71、斜面；72、弧面；

9、导油通道；91、凹槽；92、封隔片；

101、冷流道；102、储油槽；103、导向槽；104、内流槽；

111、风孔；112、螺纹孔；113、螺钉； 191、传动轴；192、法兰盘；193、转向管；194、凸环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1，如图1所示，干式螺杆压缩机包括壳体1，壳体1包括进气箱11、压气箱12、冷却箱13，压气箱12内的螺杆旋转，将外部的气体通过进气箱11引入，而冷却箱13内通过密封的冷却油对壳体1内的螺杆与轴承进行油冷。

冷却箱13的外部安装有风扇21，壳体1与风扇21被外罩22覆盖，外罩22具有保护壳体1的作用，其次外罩22将风扇21旋出的风压向壳体1，使得壳体1的散热效果更显著；

冷却箱13包括箱盖131，箱盖131外壁安装有导风板23，导风板23置于箱盖131的上端，通过导风板23与外罩2上面板的引流作用，风扇21旋出的风将大部分被引流到压气箱12的上表面，此导风板23形成的冷却风道设计有利于提高压气箱12的降温效果。箱盖131的外壁还固定有多片的散热片24用于进一步散热，而风扇21旋出的风沿着相邻散热片24之间的通道流过，可以加速散热片24的散热效果。

如图2、图3、图4与图5所示，壳体1内设置有传动轴191、法兰盘192、主传动齿41、副传动齿42、主同步齿43、副同步齿44、阳螺杆32、阴螺杆31、密封件。

传动轴191设置在壳体1上，传动轴191位于阳螺杆32和阴螺杆31的下方，风扇21套设在传动轴191上。

外部电机与柴油机通过联轴器与法兰盘192连接并驱动传动轴191转动，主传动齿41套设固定在传动轴191上，副传动齿42和主同步齿43固定在阳螺杆32邻近风扇21的端部，主传动齿41轮与副传动齿42啮合；副同步齿44套设固定在阴螺杆31邻近风扇212的端部，并且主同步齿43轮与副同步齿44啮合。

压缩机工作原理：传动轴191通过主传动齿41驱动副传动齿42从而使阳螺杆32高速旋转，主同步齿43带动副同步齿44使阴螺杆31随着阳螺杆32一起旋转，因为有同步齿轮的传动比保证，阳螺杆32与阴螺杆31之间保持间隙，故相互不摩擦，从而能够压缩空气。

阳螺杆32与阴螺杆31两端均设有相同结构的轴承组33，轴承组33包括滚子轴承331与球轴承332。

阳螺杆32与阴螺杆31靠近主同步齿43和副同步齿44的端部均设置有波形弹簧51、第一骨架密封52和迷宫密封53，并且波形弹簧51、第一骨架密封52、迷宫密封53从外向内依次设置，波形弹簧51对阳螺杆32与阴螺杆31的轴向定位起到一定的促进作用，并且将压缩机各个部件稳定牢固的连接。

阳螺杆32与阴螺杆31靠近进气箱11的端部设有轴承组33，且该端部还设有密封件，该端部的轴承组33由于直接和外部吸入空气直接接触，具有良好的风冷效果，故该端部的轴承与螺杆的受热伸长幅度较小，该端部的轴承组33依旧可以正常使用；密封件包括第二骨架密封61、挡油环62，并且第二骨架密封61、挡油环62、轴承组33依次套设在阳螺杆32与阴螺杆31的端部轴上。

如图5与图6与图7与图8所示，压缩机在冷却箱13的冷却结构。

冷却箱13内放置有冷却油，冷却油对主传动齿41进行冷却。

由于主传动齿41直径较大，覆盖箱盖131的大半个面积，主传动齿41的旋转，将下方的冷却油进行带到上方，上方的冷却油下落，进入到主同步齿43、副同步齿44(参照图2)、并通过冷流道101进入到轴承组33(参照图3)内。

冷却箱13内螺纹固定有挡板7，挡板7为金属板，且挡板7呈月牙状，挡板7倾斜的置于冷却箱13的底部，且挡板7位于主传动齿41的下半部分；挡板7包括一个斜面71与一个弧面72，斜面71倾斜置于冷却箱13内，斜面71的倾斜布置，有利于上方较热的油液向下流动；弧面72沿主传动齿41的旋转方向布置，弧面72与冷却箱13接触面增加，有利于挡板7将热量快速传导至冷却箱13外壁，而冷却箱13外壁具有较大的冷却风，故金属制的挡板7可以提高冷却箱13的降温效果，挡板7可以铝材或不锈钢材制成。

其次，挡板7将主传动齿41一侧面隔挡，挡板7与主传动齿41的侧面具有间隙，该间隙范围05-3mm；由于冷却油是通过主传动齿41的齿缝被从下方推送到上方，推送模式类似水车，但是由于齿缝两侧容易漏油，会导致冷却油难以快速且充足的送到螺杆上方，而挡板7的设计显然有效改善了齿缝漏油的问题；

而主传动齿41的另一侧通过箱盖131上的凸环194进行隔挡，凸环194一体成型在箱盖131上，故箱盖131的凸环194与挡板7形成了以夹油槽，而主传动齿41下半方的圆周方向有箱盖131箱壁隔挡，故夹油槽的设置大幅度提高了主传动齿41向螺杆与轴承组33（参照图3）位置输送冷却油的效果，大幅度提高了油冷效果，减少了螺杆与轴承组3（参照图3）温度，也减少螺杆受热纵向伸量，故减少了螺杆受热挤压轴承的幅度，减少了轴承座卡死的现象。

主传动齿41的上半部分，由于主传动齿41旋转对冷却油产生离心作用，主传动齿41将冷却油向自身的上半方位置甩出，而箱盖131内设有导油通道9，导油通道9包括设置在箱盖131上的凹槽91，凹槽91的槽口被封隔片92封闭并封隔片92通过螺栓固定在箱盖131，使得导油通道9只有入油口与出油口两个口；

导油通道9入油口的对准甩出冷却油，冷却油直接进入到导油通道9内，并沿着导油通道9，冷却油被运输到导油通道9的出油口，出油口也就是箱盖131内的顶部。

导油通道9的出油口水平指向冷流道101的入口，导油通道9流出的部分冷却油可进入到冷流道101内，导油通道9流出的部分冷却直接落在下方的主同步齿43、副同步齿44以及副传动齿42（参照图2与图5）上。

冷流道101包含储油槽102、导向槽103与内流槽104，储油槽102竖直向下连通导向槽103，导向槽103连通指向轴承组33（参考图3）的内流槽104；储油槽102的容积较大，可存储一部分冷却油，并利用存储冷却油的重力向下挤压，将冷却油通过导向槽103压向内流槽104，冷却油在进入轴承组33后，在通过轴承组33上的间隙回流到冷却箱13内，该设计对冷却箱13内的轴承3与螺杆进行良好冷却，可有效减少轴承的卡死。

实施例2，干式螺杆压缩机，其与实施例1的不同之处，如图9所示，挡板7内设有彼此连通的风孔111与螺纹孔112，冷却箱13外部通过中空的螺钉113将挡板7固定在冷却箱13内，挡板7与冷却箱13内壁之间设有密封圈，密封圈的目的在于避免冷却油通过螺纹孔112流出至箱盖131外。而由于螺钉113沿其长度方向贯通形成中空状，故两个螺钉113将挡板7内部打通，形成一个独立的冷风道。冷风道与冷却箱13部彼此不连通。

冷却箱13底部的两个散热片24，形成一个流道，图9中的箭头方向为风孔111气流流出方向，而外罩22覆盖散热片24，使得风扇21的气流可以大幅向两个散热片24之间的流道流动，中空的螺钉113帽部插有转向管193，转向管193的一端口置于散热片24形成的流道中，散热片24上的气流可直接吹入转向管193，并由转向管193导入到挡板7内部，对挡板7实现快速的风冷，可以大幅度降低冷却箱13内冷却油的温度，该设计的优点在于，将风扇21旋出的冷却风引入到挡板7内，而挡板7是金属块具有良好的导热效果，故对箱盖131内部实现快速冷却。而挡板7为了隔挡主传动齿41侧面的冷却油泄漏，该挡板7是置于箱盖131的下方位置，故挡板7本身就是浸泡在冷却油中，故挡板7可以将冷却油的热量快速传递，通过风给冷却箱13内部与外部进行双模式冷却，可大幅度降低螺杆轴承组33的温度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种干式螺杆压缩机，包括壳体(1)，壳体(1)内设有阴、阳螺杆(31、32)，阴、阳螺杆(31、32)均套有轴承组(33)，其特征是：

阴、阳螺杆(31、32)均套设挤压轴承组(33)的波形弹簧(51)；

壳体(1)内设有对轴承组(33)与阴、阳螺杆(31、32)进行油冷的冷却箱(13)，以及用于阴、阳螺杆(31、32)的螺杆部压气的压气箱(12)，阴、阳螺杆(31、32)上均套有将冷却箱(13)与压气箱(12)密封隔离的第一骨架密封(52)；

冷却箱(13)内设有驱动阴、阳螺杆(31、32)的主传动齿(41)，冷却箱(13)包括箱盖(131)与挡板(7)，挡板(7)位于主传动齿(41)的下半方，箱盖(131)与挡板(7)分别置于主传动齿(41)的两个齿面形成将冷却油限制在主传动齿(41)齿内的夹油槽，

冷却箱(13)内设有导油通道(9)，导油通道(9)的入油口对准夹油槽的出口，导油通道(9)的出油口置于阴、阳螺杆(31、32)的上方；

冷却箱(13)的外部设有风扇( 21)。

2.根据权利要求1所述的干式螺杆压缩机，其特征是：导油通道(9)的出油口置于阴、阳螺杆(31、32)之间。

3.根据权利要求2所述的干式螺杆压缩机，其特征是：壳体(1)内设有冷流道(101)，冷流道(101)的一端口指向阴、阳螺杆(31、32)的轴承组(33)，冷流道(101)的另一端口置于导油通道(9)的下方且用于承接导油通道(9)喷出的油。

4.根据权利要求1所述的干式螺杆压缩机，其特征是：挡板(7)为金属板，且挡板(7)呈月牙状，挡板(7)包括一个斜面(71)与一个弧面(72)，斜面(71)倾斜置于冷却箱(13)内，弧面(72)沿主传动齿(41)的旋转方向布置。

5.根据权利要求4所述的干式螺杆压缩机，其特征是：冷却箱(13)的外部设有将风引流至压气箱(12)的导风板(23)，壳体(1)套有外罩(22)，外罩(22)覆盖导风板(23)与风扇(21)。

6.根据权利要求5所述的干式螺杆压缩机，其特征是：挡板(7)内设有彼此连通的风孔(111)与螺纹孔(112)，挡板(7)与壳体(1)之间设有至少两颗用中空的螺钉(113)，螺钉(113)的中空部位连通风孔(111)与螺纹孔(112)形成冷风道。

7.根据权利要求6所述的干式螺杆压缩机，其特征是：冷却箱(13)的外部设有至少2片的散热片(24)，外罩(22)覆盖散热片(24)，中空的螺钉(113)帽部置于两个散热片(24)内形成进气孔。

8.根据权利要求1所述的干式螺杆压缩机，其特征是：所述阴、阳螺杆(31、32)背离冷却箱(13)的另一端部均套设有密封件。

9.根据权利要求8所述的干式螺杆压缩机，其特征是：所述密封部件包括第二骨架密封(61)和挡油环(62)，所述第二骨架密封(61)和挡油环(62)沿着螺杆的轴向从内向外依次设置。

10.根据权利要求9所述的干式螺杆压缩机，其特征是：壳体(1)包括进气箱(11)，第二骨架密封(61)和挡油环（62）于壳体(1)的进气箱(11)内。

Images