CN111828346A - 一种离心式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种离心式空压机，包括齿轮传动组件，齿轮传动组件包括输入轴、输出轴、设于输入轴与输出轴之间的中间轴、安装于输入轴的一级主动轮、安装于中间轴且与一级主动轮相啮合的一级从动轮，及安装于输出轴的二级从动轮和安装于中间轴且与二级从动轮相啮合二级主动轮，从而实现二级齿轮传动，相较于一级齿轮传动，传动比有所增大，输出轴的转速相对较高，使安装于输出轴上的叶轮转速有所提升；二级齿轮传动中所包含的齿轮尺寸相对较小，用于容纳二级齿轮传动组件的齿轮箱尺寸变小，有利于减小齿轮箱尺寸，故齿轮箱的占有空间有所减小。因此，本发明所提供的离心式空压机能够在提升叶轮转速的同时减少齿轮箱的占用空间。

Description

一种离心式空压机

技术领域

本发明涉及空压机领域，特别涉及一种离心式空压机。

背景技术

常见的离心式空压机包括吸入口、叶轮、蜗室等，经吸入口流入的气体经叶轮驱动后在离心力作用下进入蜗室内并经蜗室排出至冷凝器中，具有密性好、噪声低、振动小等优势，使离心式空压机成为用于压缩并输送化工生产的各种气体的关键设备，从而广泛应用于石油化工厂和炼油厂等场合，因此，改进现有的离心式空压机显得尤为必要。

现有的离心式空压机通常包括用于驱动叶轮高速旋转的齿轮箱，然而，现有的齿轮箱内所设的齿轮传动组件通常为一级齿轮传动组件，也即仅包括安装有主动轮的主动轴和安装有从动轮的从动轴，从动轮与主动轮相啮合，且主动轮的齿数大于从动轮的齿数，从而使从动轮实现增速，进而使安装于从动轴的叶轮实现增速。当叶轮的转速较大时，相应地，主动轮的齿数较多，意味着主动轮的外径较大，相应地，齿轮箱需设置较大的空间以容纳主动轮，造成齿轮箱占用较大的安装空间。此外，一级齿轮传动组件的传动比范围相对有限，使从动轴难以实现较高的转速，从而使叶轮的转速相对较小。

因此，如何在提升叶轮转速的同时减少齿轮箱的占用空间是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种离心式空压机，采用二级齿轮传动，传动比较大，且有利于减小传动齿轮的尺寸，故能够提升叶轮的转速，同时能够减少齿轮箱的占用空间。

其具体方案如下：

本发明提供一种离心式空压机，包括齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括：

输入轴、输出轴和设于所述输入轴与所述输出轴之间的中间轴；

安装于所述输入轴的一级主动轮，安装于所述中间轴且与所述一级主动轮相啮合以增大所述中间轴转速的一级从动轮；

安装于所述输出轴的二级从动轮，安装于所述中间轴且与所述二级从动轮相啮合以增大所述输出轴转速的二级主动轮。

优选地，还包括罩于所述齿轮传动组件外周以使所述输入轴的轴心线、所述输出轴的轴心线及所述中间轴的轴心线均处于同一平面的齿轮箱，所述齿轮箱由所述轴心线所在的水平面分隔为相互配合的上机壳和下机壳。

优选地，所述输出轴的端部设有叶轮，所述下机壳靠近所述叶轮的一侧设有下蜗壳，所述下机壳与所述下蜗壳为一体式结构；所述上机壳的侧面设有与所述下蜗壳相配合以输送所述叶轮所排气体的上蜗壳，所述下机壳与所述下蜗壳为一体式结构。

优选地，所述下蜗壳具有下蜗室及与所述下蜗室相连通的下吸入口，所述上蜗壳具有与所述下蜗室相连通的上蜗室及与所述上蜗室相连通的上吸入口，所述下吸入口与所述上吸入口分别与所述叶轮所在的吸入室相连通。

优选地，所述下吸入口和所述上吸入口相连通以形成环形吸入口，或所述下吸入口和所述上吸入口分别为若干在厚度方向上贯穿的吸入孔。

优选地，还包括设于所述上机壳与所述下机壳之间及设于所述上蜗壳与所述下蜗壳之间、用于防止气体泄漏的机壳密封件。

优选地，所述下机壳设有用于分别容纳所述一级主动轮、所述一级从动轮、所述二级主动轮和所述二级从动轮的下齿轮容纳槽，所述叶轮位于所述下齿轮容纳槽外侧。

优选地，还包括：

设于所述上蜗室出口、用于检测所述上蜗室所排气体压力的压力检测件；

与所述输入轴相连、用于驱动所述输入轴旋转的动力驱动件；

分别与所述压力检测件和所述动力驱动件相连的控制器，当所述上蜗室所排气体压力大于或小于预设压力时，所述控制器根据所述压力检测件发送的信号调整所述动力驱动件输出的扭矩以调节所述输入轴转速直至所述上蜗室所排气体压力达到预设压力。

相对于背景技术，本发明所提供的离心式空压机能够使安装于输入轴的一级主动轮与安装于中间轴上的一级从动轮相啮合，并能够使安装于中间轴上的二级主动轮与安装于输出轴上的二级从动轮相啮合，形成二级齿轮传动组件，从而实现二级齿轮传动，相对于一级齿轮传动的传动比而言，二级齿轮传动的传动比相对较大，输出轴的转速相对较高，从而使安装于输出轴上的叶轮转速有所提升；进一步地，在一级齿轮传动的传动比与二级齿轮传动的传动比相差不大的情况下，二级齿轮传动中所涉及的齿轮尺寸相对较小，相应地，用于容纳二级齿轮传动组件的齿轮箱尺寸变小，有利于减小齿轮箱尺寸，故齿轮箱的占有空间有所减小。

因此，本发明所提供的离心式空压机能够在提升叶轮转速的同时减少齿轮箱的占用空间。

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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供的离心式空压机的分解图；

图2为上机壳与下机壳的分解图；

图3为齿轮传动组件的组装结构图；

图4为设于上机壳的上蜗室与设于下机壳的下蜗室形成的总蜗室结构图；

图5为齿轮传动组件安装至下机壳的拆装路径图。

附图标记如下：

输入轴1、输出轴2、中间轴3、一级主动轮4、一级从动轮5、二级从动轮6、二级主动轮7、上机壳8、下机壳9和叶轮10；

上蜗壳81；

上蜗室811及上吸入口812；

下蜗壳91和下齿轮容纳槽92；

下蜗室911和下吸入口912。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明一种具体实施例所提供的离心式空压机的分解图；图2为上机壳与下机壳的分解图；图3为齿轮传动组件的组装结构图；图4为设于上机壳的上蜗室与设于下机壳的下蜗室形成的总蜗室结构图；图5为齿轮传动组件安装至下机壳的拆装路径图。

本发明实施例公开了离心式空压机，包括齿轮传动组件，齿轮传动组件包括输入轴1、输出轴2和设于输入轴1与输出轴2之间的中间轴3，齿轮传动组件还包括一级主动轮4、一级从动轮5、二级主动轮7和二级从动轮6。

其中，一级主动轮4安装输入轴1上，一级从动轮5安装于中间轴3，一级主动轮4与一级从动轮5相啮合形成一级齿轮传动，且一级主动轮4的齿数大于一级从动轮5的齿数。当输入轴1转动时，一级主动轮4随输入轴1同步转动，同时一级主动轮4驱动一级从动轮5转动，从而使一级从动轮5带动中间轴3，且使一级从动轮5的转速大于一级主动轮4的转速，实现第一次增速；

同样地，二级主动轮7安装于中间轴3上，二级主动轮7与二级从动轮6相啮合形成一级齿轮传动，且二级主动轮7的齿数大于二级从动轮6的齿数。中间轴3在一级从动轮5的驱动下转动，二级主动轮7随中间轴3同步转动，同时二级主动轮7驱动二级从动轮6转动，从而使二级从动轮6带动输出轴2，且使二级从动轮6的转速大于二级主动轮7的转速，实现第二次增速。

优选地，一级主动轮4和一级从动轮5为一组旋向相反的斜齿轮，二级主动轮7和二级从动轮6也为一组旋向相反的斜齿轮，有利于提升承载能力，且传动较平稳。当然，一级主动轮4、一级从动轮5、二级主动轮7和二级从动轮6也可以是直齿圆柱齿轮，并不影响实现本发明的目的。

由此安装于输出轴2上的叶轮10通过二级齿轮传动组件实现增速，相较于一级齿轮传动的传动比而言，二级齿轮传动的传动比相对较大，输出轴2的转速相对较高，从而叶轮10转速有所提升；进一步地，在一级齿轮传动的传动比与二级齿轮传动的传动比相差不大的情况下，二级齿轮传动中所涉及的齿轮尺寸相对较小，用于容纳二级齿轮传动组件的齿轮箱尺寸变小，有利于减小齿轮箱尺寸，故齿轮箱的占有空间有所减小。因此，本发明所提供的离心式空压机能够在提升叶轮10转速的同时减少齿轮箱的占用空间。

优选地，本发明还包括用于罩于齿轮传动组件外周的齿轮箱，为使齿轮传动组件实现顺利传动，齿轮箱能够使输入轴1的轴心线、输出轴2的轴心线及中间轴3的轴心线均处于同一平面，具体使三条轴心线处于同一水平面上。齿轮箱由轴心线所在的水平面分隔为相互配合的上机壳8和下机壳9。下机壳9设有三个分别用于支撑输入轴1、输出轴2和中间轴3的支撑槽，各轴通过滚动轴承安装于支撑槽中，以便下机壳9支撑各轴转动。

参照附图5，图中的实现箭头所指的方向为各轴的组装方向，图中的虚线箭头所指的方向为各轴的拆卸方向。

组装时，移开上机壳8，装配人员将安装有一级主动轮4的输入轴1沿竖直方向向下置于下机壳9对应的支撑槽中，再将装配有一级从动轮5和二级主动轮7的中间轴3沿竖直方向向下置于下机壳9对应的支撑槽中，最后再将安装有二级从动轮6的输出轴2沿竖直方向向下置于下机壳9对应的支撑槽中，也即按照附图5实线箭头所指的方向完成各轴的安装，同理按照附图5虚线箭头所指的方向完成各轴的拆卸，从而使各轴实现水平对卧式拆装，该拆装方式能够实现快速拆装，拆装时间较短，拆装较方便，有利于提升拆装效率。

输出轴2的端部设有叶轮10，用于驱动气体旋转，其结构具体可参照现有技术。

考虑到气体的排出，下机壳9靠近叶轮10的一侧设有下蜗壳91，上机壳8的侧面设有与下蜗壳91相配合的上蜗壳81，以便输送叶轮10所排出的气体。

优选地，为进一步提升拆装效率，下机壳9与下蜗壳91为一体式结构，且下机壳9与下蜗壳91为一体式结构，使齿轮箱与蜗壳实现同步拆装，在拆装的过程中无需拆装蜗壳，缩短拆装时间，拆装效率自然有所提升。优选地，下机壳9与下蜗壳91直接铸造为一体，上机壳8与上蜗壳81也可直接铸造为一体，通过调整下机壳9和上机壳8的加工工艺能够避免频繁拆卸蜗壳。当然，也可采用焊接等工艺替代铸造工艺仍能实现一体化结构，并不影响实现本发明的目的。

在该具体实施例中，呈半圆环状的下蜗壳91与具有半圆环状结构的下蜗壳91相配合，上蜗壳81与下蜗壳91拼接后形成圆环状结构，叶轮10便设于该圆环状结构的中心，从而使上蜗壳81靠近叶轮10一侧的内侧壁与下蜗壳91靠近叶轮10一侧的内侧壁之间形成具有圆柱状结构的吸入室，显然叶轮10便设于吸入室内，从而使叶轮10驱动吸入室内的气体旋转。

优选地，下蜗壳91具有下蜗室911，下蜗壳91还具有与下蜗室911相连通的下吸入口912，从而使下吸入口912连通下蜗室911与吸入室，经叶轮10拨动的气体在离心力作用由下吸入口912流入下蜗室911内；同样地，上蜗壳81具有上蜗室811，且下蜗室911与上蜗室811相连通，形成沿叶轮10的旋转方向上内径逐渐增大的总蜗室。上蜗壳81也具有与上蜗室811相连通的上吸入口812，从使上吸入口812连通上蜗室811与吸入室，经叶轮10拨动的气体在离心力作用由上吸入口812流入上蜗室811内，从而实现气体的输送。自然，下吸入口912与上吸入口812分别与叶轮10所在的吸入室相连通，当叶轮10转动时，叶轮10驱动吸入室内的气体分别由下吸入口912与上吸入口812流入总蜗室内，进而排出气体。

优选地，下吸入口912设于下蜗壳91靠近下机壳9的一侧，上吸入口812设于上蜗壳81靠近上机壳8的一侧，下吸入口912和上吸入口812均为圆弧形通孔，下吸入口912和上吸入口812连通后形成环形吸入口，鉴于环形吸入口的吸入面积相对较大，方便快速输送气体。

当然，下吸入口912也可以为若干设于下蜗壳91内壁上的吸入孔，吸入孔为沿下蜗壳91内壁的厚度方向贯穿的通孔；同样地，上吸入口812也可以为若干设于上蜗壳81内壁上的吸入孔，吸入孔为沿上蜗壳81内壁的厚度方向贯穿的通孔。优选地，吸入孔的中心轴线沿叶轮10的离心方向延伸，方便气体充分流入总蜗室，在一定程度能够控制气体的输送速度。需要说明的是，下蜗壳91内壁是指下蜗壳91靠近叶轮10一侧的内壁，上蜗壳81内壁是指上蜗壳81靠近叶轮10一侧的内壁。

当然，上吸入口812和下吸入口912的结构不限于上述两种结构，采用其他类型的结构并不影响实现本发明的目的。

优选地，考虑到齿轮箱需具有良好的密封性，本发明还包括设于上机壳8与下机壳9之间及设于上蜗壳81与下蜗壳91之间的机壳密封件，以便防止气体从上机壳8与下机壳9之间的配合面溢出。机壳密封垫优选橡胶密封圈或尼龙密封圈等。相应地，上机壳8的配合面与下机壳9的配合面均设有密封件安装槽，以便安装机壳密封件。

优选地，下机壳9设有用于分别容纳一级主动轮4、一级从动轮5、二级主动轮7和二级从动轮6的下齿轮容纳槽92，叶轮10位于下齿轮容纳槽92外侧。安装时，仅需将装配有叶轮10和二级从动轮6的输出轴2直接置于下机壳9上即可；同理，拆卸时，仅需在移开上机壳8后从下机壳9上整体拆卸装有叶轮10和二级从动轮6的输出轴2即可，也即叶轮10的外置式设计及上机壳8与下机壳9之间的水平剖分结构使得能够整体拆除输出轴2及输出轴2上所安装的零部件，无需在拆除叶轮10后再拆除输出轴2，使得拆装更方便，拆装效率更高。

同样地，上机壳8设有用于分别容纳一级主动轮4、一级从动轮5、二级主动轮7和二级从动轮6的上齿轮容纳槽，下齿轮容纳槽92和上齿轮容纳槽相配合形成用于容纳齿轮传动组件的封闭式型腔。

为输出准确的气体压力，本发明还包括压力检测装置、动力驱动件和控制器，其中，压力检测件设于上蜗室811出口，用于检测上蜗室811出口处所排出的气体压力。压力检测件可以是压力检测传感器，但类型不限于此。动力驱动件与输入轴1相连，用于驱动输入轴1旋转。动力驱动件优选伺服电机。控制器分别与压力检测件和动力驱动件相连，当上蜗室811所排气体压力大于或小于预设压力时，控制器根据压力检测件发送的信号调整动力驱动件输出的扭矩，调节输入轴1的转速，从而调节叶轮10的转速，进而调节流出上蜗室811所排出的气体压力，直至上蜗室811所排气体压力达到预设压力，合理控制输出的气体压力，有利于实现节能。

以上对本发明所提供的离心式空压机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种离心式空压机，其特征在于，包括齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括：

输入轴(1)、输出轴(2)和设于所述输入轴(1)与所述输出轴(2)之间的中间轴(3)；

安装于所述输入轴(1)的一级主动轮(4)，安装于所述中间轴(3)且与所述一级主动轮(4)相啮合以增大所述中间轴(3)转速的一级从动轮(5)；

安装于所述输出轴(2)的二级从动轮(6)，安装于所述中间轴(3)且与所述二级从动轮(6)相啮合以增大所述输出轴(2)转速的二级主动轮(7)。

2.根据权利要求1所述的离心式空压机，其特征在于，还包括罩于所述齿轮传动组件外周以使所述输入轴(1)的轴心线、所述输出轴(2)的轴心线及所述中间轴(3)的轴心线均处于同一平面的齿轮箱，所述齿轮箱由所述轴心线所在的水平面分隔为相互配合的上机壳(8)和下机壳(9)。

3.根据权利要求2所述的离心式空压机，其特征在于，所述输出轴(2)的端部设有叶轮(10)，所述下机壳(9)靠近所述叶轮(10)的一侧设有下蜗壳(91)，所述下机壳(9)与所述下蜗壳(91)为一体式结构；所述上机壳(8)的侧面设有与所述下蜗壳(91)相配合以输送所述叶轮(10)所排气体的上蜗壳(81)，所述下机壳(9)与所述下蜗壳(91)为一体式结构。

4.根据权利要求3所述的离心式空压机，其特征在于，所述下蜗壳(91)具有下蜗室(911)及与所述下蜗室(911)相连通的下吸入口(912)，所述上蜗壳(81)具有与所述下蜗室(911)相连通的上蜗室(811)及与所述上蜗室(811)相连通的上吸入口(812)，所述下吸入口(912)与所述上吸入口(812)分别与所述叶轮(10)所在的吸入室相连通。

5.根据权利要求4所述的离心式空压机，其特征在于，所述下吸入口(912)和所述上吸入口(812)相连通以形成环形吸入口，或所述下吸入口(912)和所述上吸入口(812)分别为若干在厚度方向上贯穿的吸入孔。

6.根据权利要求2至5任一项所述的离心式空压机，其特征在于，还包括设于所述上机壳(8)与所述下机壳(9)之间及设于所述上蜗壳(81)与所述下蜗壳(91)之间、用于防止气体泄漏的机壳密封件。

7.根据权利要求3所述的离心式空压机，其特征在于，所述下机壳(9)设有用于分别容纳所述一级主动轮(4)、所述一级从动轮(5)、所述二级主动轮(7)和所述二级从动轮(6)的下齿轮容纳槽(92)，所述叶轮(10)位于所述下齿轮容纳槽(92)外侧。

8.根据权利要求4所述的离心式空压机，其特征在于，还包括：

设于所述上蜗室(811)出口、用于检测所述上蜗室(811)所排气体压力的压力检测件；

与所述输入轴(1)相连、用于驱动所述输入轴(1)旋转的动力驱动件；

分别与所述压力检测件和所述动力驱动件相连的控制器，当所述上蜗室(811)所排气体压力大于或小于预设压力时，所述控制器根据所述压力检测件发送的信号调整所述动力驱动件输出的扭矩以调节所述输入轴(1)转速直至所述上蜗室(811)所排气体压力达到预设压力。

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