CN112196796A - 多点联动控制的直联螺杆空压机系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，包括安装部以及设于安装部中并形成循环回路的双级螺杆空压机、气液分离装置、冷却器、温控阀、空气过滤器；双级螺杆空压机上的空气进口处设有空气过滤器，油气出口与气液分离装置上的油气进口连接，气液分离装置上的润滑油出口与温控阀上的热油进口连接，压缩空气出口与冷却器上的进气端连接，温控阀上的热油出口与冷却器上的进油口连接，冷却器上的出油口与温控阀上的冷油进口连接，温控阀上的冷油出口与双级螺杆空压机上的润滑油进口连接。本发明系统结构紧凑，占地面积小，可形成一体化结构在现在工厂中推广应用，该系统的环保节能效果较好，且设备成本较低，具有良好的市场前景。

Description

多点联动控制的直联螺杆空压机系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及空气压缩机技术领域，特别涉及一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统及其使用方法。

背景技术

螺杆式空气压缩机系统作为现代工厂的动力气源设备之一，其应用已经越来越广泛。目前工业上普遍采用的螺杆式空气压缩机主要有单级双螺杆空压机、双级双螺杆空压机等，其中双级双螺杆空压机在工业应用过程中，虽然在节能效果上比单级双螺杆空压机已有大幅度的提升，但仍会存在以下现象：

(1)螺杆与其驱动电机之间采用齿轮、联轴器等部件进行连接，其动力传动效率较低，同时由于齿轮之间会产生啮合，同时润滑油可能进入齿轮组件，齿轮上容易产生点蚀甚至断齿的现象，影响设备的整体使用寿命和正常运行；另外，由于连接部件较多，使得空压机容易发生堵塞、漏油或气体泄漏等问题，影响空压机系统的运行效果；同时，由于齿轮比的配速是固定的，因此其强调的是点效率，即只有在固定转速和额定压力下，其比功率才是最佳的，当需要变频变速运行时，由于齿轮配速固定，因此即使转速下降，其能耗也不会同步下降，使得空压机的能耗非常高。(2)空压机的进气口一般设置于螺杆侧面，且进气口直径远小于螺杆长度，因此气体从进气口处进入压缩机后，无法快速分散于螺杆外周，也会对压缩机的压缩效率及压缩气体的流量均匀度造成一定的影响。(3)在空压机运行过程中，润滑油容易从螺杆两端的连接处发生泄漏，泄漏的润滑油容易对空压机内的其他部件(如齿轮、轴承等)造成影响，容易引起空压机故障。(4)在空压机运行过程中，驱动电机需要及时冷却，以避免过热而产生停机或其他影响，但目前主要依靠空压机的冷却系统对驱动电机实时进行冷却，其冷却效果并不理想，容易影响空压机运行的稳定性，同时冷却系统所需能耗也大。

此外，在目前常用的螺杆空压机系统中，所采用的气液分离装置一般是将气液分离装置和滤芯分离设置，形成相互独立的两个分离空间，其结构庞大，安装复杂，设备使用成本较高。

而螺杆空压机所使用的润滑油一般是循环使用的，目前主要有两种方式：第一种方式是将润滑油直接送回双级螺杆空压机使用功能，该情况下，由于回收后的润滑油一般还具有较高的温度，双级螺杆空压机若长期在该高温下使用，不仅容易引发设备本身故障(如密封件老化、润滑油结胶等现象)，运行效率低，而且容易威胁到整个空气压缩系统的安全稳定运行。第二种方式是将分离得到的润滑油先全部送入冷却器进行冷却，再送回双级螺杆空压机使用，该方式虽然可有效降低润滑油的温度，避免由于温度过高而造成设备故障的现象发生，但润滑油的冷却量非常大，需要配备大功率的冷却器，冷却所需的能耗较大，无法达到环保节能的目的，同时设备成本也高，不利于生产成本的控制。

基于上述问题，目前的双级螺杆空压机系统需要进一步改善，以适应现代化生产需求，进一步达到环保节能的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原理简单、节能效果较好的多点联动控制的直联螺杆空压机系统。

本发明的另一目的在于提供一种上述多点联动控制的直联螺杆空压机系统的使用方法。

本发明的技术方案为：一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，包括安装部以及设于安装部中并形成循环回路的双级螺杆空压机、气液分离装置、冷却器、温控阀、空气过滤器；双级螺杆空压机上设有空气进口、润滑油进口和油气出口，气液分离装置上设有油气进口、润滑油出口和压缩空气出口，温控阀上设有热油进口、热油出口、冷油进口和冷油出口，冷却器上设有进油口、出油口、进气端和出气端，双级螺杆空压机上的空气进口处设有空气过滤器，油气出口与气液分离装置上的油气进口连接，气液分离装置上的润滑油出口与温控阀上的热油进口连接，压缩空气出口与冷却器上的进气端连接，温控阀上的热油出口与冷却器上的进油口连接，冷却器上的出油口与温控阀上的冷油进口连接，温控阀上的冷油出口与双级螺杆空压机上的润滑油进口连接。其中，空气过滤器对进入双级螺杆空压机的外界空气进行过滤，双级螺杆空压机进行空气压缩后，形成带有润滑油的压缩空气由气液分离装置进行分离，分离后得到的压缩空气直接由冷却器冷却并送出，而分离后得到的润滑油则是，先利用温控阀先对润滑油的温度进行检测，再确定是否需要采用冷却器对润滑油进行冷却之后再回收利用，从而精准控制润滑油的冷却量，同时保证回收利用的润滑油温度适宜，保证双级螺杆空压机的正常运行。

所述温控阀为内置有油过滤器的四通阀，温控阀内设有实时检测热油进口处油温用的温控元件。通过温控元件实时检测热油进口处的油温，当油温不超过设定值，则润滑油不需要冷却，关闭热油出口，润滑油直接由冷油出口送至双级螺杆空压机；当油温达到或超过设定值，则开启热油出口，润滑油由热油出口送至冷却器进行冷却。润滑油从冷油出口输出前，先经过油过滤器进行过滤，可有效避免杂质进入双级螺杆空压机而影响设备的正常运行。

所述双级螺杆空压机为无齿轮传动损失的直联式空压机，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一双螺杆组件、第二双螺杆组件和机壳，机壳内部形成一级型腔和二级型腔，一级型腔和二级型腔之间通过风管连通，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴。该结构中，在第一驱动电机的动力作用下，第一双螺杆组件在一级型腔内对空气进行一级压缩，在第二驱动电机的动力作用下，第二双螺杆组件在二级型腔内对已经过一级压缩的空气进行二级压缩；位于同一级的驱动电机和螺杆之间采用内嵌式的一体轴直接连接，即该旋转轴既作为驱动电机的电机轴，又作为双螺杆组件的驱动螺杆轴，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，且可有效提高其动力传动效率。一级型腔和二级型腔之间的风管可为机壳一体成型的连接通道，也可采用机壳外置的连接管道。

所述双级螺杆空压机内还设有分流板，一级型腔的一侧设置空气进口，二级型腔的一侧设置油气出口，分流板设于空气进口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内，分流板的长度大于空气进口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。空气进口处分流板的设置，可在空气进入空气进口后起来导流作用，快速将空气分散至双螺杆组件外周，可有效改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率，也避免气流进入一级型腔后直接冲击第一双螺杆组件。

所述第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机；即在第一驱动电机和第二驱动电机的电机转子内设置永磁体，可采用市面已有的高性能汝铁硼永磁体，在空压机的生命周期内保证不失磁。

第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。

所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件与机壳连接；轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片、第一轴承、中间垫片、第二轴承和锁紧螺母。该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。

所述第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳；散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体和散热翅片，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。在驱动电机后端的风扇作用下，该散热外壳能较好地对驱动电机的定子及转子起到散热作用，冷却后产生的热风从电机外壳上开设的通孔排出。该散热外壳的设置可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，可有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

所述冷却器为双冷却通道的风冷式冷却器，冷却器内设有相互独立的润滑油冷却通道和压缩空气冷却通道，润滑油冷却通道的两端分别为进油口和出油口，压缩空气冷却通道的两端分别为进气端和出气端；

润滑油冷却通道和压缩空气冷却通道相平行设置，润滑油冷却通道和/或压缩空气冷却通道的外侧设有风扇组件，风扇组件的出风方向与润滑油、压缩空气的流动方向相垂直。

利用上述结构的冷却器，可同时对润滑油和压缩空气分别进行冷却，其冷却效率高，同时，在同一冷却器中进行润滑油和压缩空气的冷却，可减少冷却器的使用，简化整个空气压缩系统的设备结构，避免大量的管道使用而占用大量的安装面积，使整个空气压缩系统的结构更加紧凑。

所述气液分离装置为滤芯内置式的分离装置，包括外筒体、内筒、滤芯、上盖和安装固定环，外筒体内部设有内筒，内筒中设有滤芯，外筒体的上端和内筒的上端分别与安装固定环的底面固定连接，安装固定环的顶面设有内凹的圆环面，滤芯的上端带有向外周延伸的安装部，安装部嵌于圆环面上，上盖压紧于滤芯和安装固定环的顶面并与安装固定环锁紧连接；外筒体的侧壁设有油气进口和润滑油出口，上盖设有压缩空气出口。其中，外筒体和内筒之间形成第一级的分离结构，滤芯与内筒之间形成第二级的分离结构，分离后得到的润滑油沉降于外筒体的底部，然后由润滑油出口伸至外筒体底部的管道抽出并送出至温控阀，分离后得到的压缩空气从上盖上的压缩空气出口处送出至冷却器。安装固定环的主要作用是用于固定安装外筒体和内筒，同时为滤芯提供一个稳定的安装平台，保证气液分离装置结构的稳定性。

所述内筒的侧壁呈倾斜状。即内筒整体呈由上至下设置的微喇叭状，其倾斜状的侧壁对进入气液分离装置内的油气具有较好的导流作用，油气中所含有的润滑油附着于内筒的侧壁后，沿侧壁逐渐流动下降至外筒体底部。

此外，滤芯可采用一体式结构，安装部为滤芯上端直接向外周延伸成型的圆环；也可采用分体式结构，滤芯主体呈圆柱状结构，滤芯主体的上端设有箍环，箍环上端向外周延伸形成安装部，滤芯通过箍环夹紧固定安装。

在上述多点联动控制的直联螺杆空压机系统中，安装部可采用机架或机箱的结构形式，主要起到支撑作用，并将双级螺杆空压机系统封装形成整体式结构。

上述多点联动控制的直联螺杆空压机系统使用时，其原理是：外界空气经过空气过滤器进行过滤后，由空气进口进入双级螺杆空压机，在双级螺杆空压机内依次经过一级型腔和二级型腔进行压缩后，带有润滑油的压缩空气由油气出口送出，通过油气进口进入气液分离装置中进行分离，分离后得到的压缩空气由压缩空气出口送出，通过冷却器的进气端进入冷却器进行冷却，完成冷却后送出至外接的用气设备，而分离后得到的润滑油先经过温控阀，温控阀实时检测油温，当油温不超过设定值，则润滑油不需要冷却，此时关闭热油出口，润滑油经过温控阀内的油过滤器进行过滤后直接由冷油出口送出，由润滑油进口重新进入双级螺杆空压机中，当油温达到或超过设定值，则此时开启热油出口，润滑油由热油出口送至冷却器进行冷却，冷却后的润滑油从冷油进口进入温控阀，经过温控阀内的油过滤器进行过滤后再由冷油出口送至双级螺杆空压机，以此实现润滑油的循环使用，形成稳定的多点联动控制的直联螺杆空压机系统。

本发明上述多点联动控制的直联螺杆空压机系统的使用方法，包括以下步骤：

(1)外界空气进入空气过滤器进行过滤；

(2)经过过滤的空气由空气进口进入双级螺杆空压机，由双级螺杆空压机进行两级压缩，然后形成带有润滑油的压缩空气并由油气出口送出；

(3)带有润滑油的压缩空气由油气进口进入气液分离装置，由气液分离装置进行两级分离，分离后得到的压缩空气由压缩空气出口送出，分离后得到的润滑油由润滑油出口送出；

(4)压缩空气由进气端进入冷却器，经过冷却器冷却后由出气端送出；

同时，润滑油由热油进口进入温控阀，由温控阀实时检测油温；

当油温不超过设定值时，润滑油由冷油出口送出，由润滑油进口直接进入双级螺杆空压机；

当油温达到或超过设定值时，润滑油由热油出口送出，由进油口进入冷却器，冷却器将润滑油进行冷却后由出油口送出；润滑油由冷油进口重新进入温控阀后，再由冷油出口送出，由润滑油进口进入双级螺杆空压机。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本多点联动控制的直联螺杆空压机系统及其使用方法是在传统空气压缩系统的基础上进行改进，通过对组成系统的各个组成部分均进行结构改进，较大程度达到高效节能的目的，同时该系统结构也紧凑，占地面积小，可形成一体化结构在现在工厂中推广应用，该系统的环保节能效果较好，使用方法简单，且设备成本较低，具有良好的市场前景。

本多点联动控制的直联螺杆空压机系统中，双级螺杆空压机采用内嵌式一体轴直接连接驱动电机和螺杆组件，且两级螺杆组件分别采用两个独立的驱动电机进行驱动，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，提高其动力传动效率，同时使空压机始终处于最佳运行状态，可在空压机稳定运行的前提下，获得较好的节能效果；同时，空气进口处分流板的设置，可快速将空气分散至双螺杆组件外周，改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率，进一步改善空压机的节能效果，也避免气流进入一级型腔后直接冲击第一双螺杆组件而影响第一双螺杆组件的正常运行。此外，通过在各双螺杆组件的端部设置轴承组件，该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。通过在各驱动电机上设置独立的散热外壳，结合驱动电机后端的风扇使用，可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，还可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

本多点联动控制的直联螺杆空压机系统中，采用内置有油过滤器的四通温控阀，可较好地平衡润滑油温度与冷却所需能耗之间的关系，在保证润滑油温度适宜的前提下，较大程度减少冷却所需能耗，以达到环保节能的目的，同时也能对双级螺杆空压机起到很好的保护作用，为整个系统的正常运行提供保障。同时，无论是直接送出的润滑油还是经过冷却的润滑油，都会在冷油出口输出前，先经过油过滤器进行过滤，可有效避免杂质进入双级螺杆空压机而影响设备的正常运行。

本多点联动控制的直联螺杆空压机系统中，采用双冷却通道的风冷式冷却器，可同时对润滑油和压缩空气分别进行冷却，其冷却效率高，同时，在同一冷却器中进行润滑油和压缩空气的冷却，可减少冷却器的使用，简化整个空压机系统的设备结构，避免大量的管道使用而占用大量的安装面积，使整个系统的结构更加紧凑，降低设备成本。

本多点联动控制的直联螺杆空压机系统中，采用滤芯内置式的气液分离装置，将滤芯、内筒、外筒体由内向外依次同轴设置，可简化气液分离装置结构，降低气液分离装置的高度，滤芯的安装结构稳定可靠，使用寿命长，同时，利用内筒外壁的倾斜状结构，对进入气液分离装置内的油气具有较好的导流作用，能有效提高其分离效率，为整个系统的稳定运行提供良好的基础。

附图说明

图1为本多点联动控制的直联螺杆空压机系统的原理示意图。

图2为双级螺杆空压机的结构示意图。

图3为图2中单个驱动电机(即第一驱动电机或第二驱动电机)的A-A截面视图。

图4为气液分离装置的结构示意图。

图5为气液分离装置的俯视图。

上述各图中，各附图标记所示部件如下：1为双级螺杆空压机，1-1为油气出口，1-2为润滑油进口，1-3为空气进口，2为气液分离装置，2-1为油气进口，2-2为润滑油出口，2-3为压缩空气出口，3为冷却器，3-1为进油口，3-2为出油口，3-3为进气端，3-4为出气端，4为温控阀，4-1为热油进口，4-2为热油出口，4-3为冷油进口，4-4为冷油出口，5为空气过滤器，6为安装部，7为油过滤器；

8为第一驱动电机，9为第二驱动电机，10为第一双螺杆组件，11为第二双螺杆组件，12为机壳，13为一级型腔，14为二级型腔，15为风管，16为分流板，17为轴承组件，17-1为调整垫片，17-2为第一轴承，17-3为中间垫片，17-4为第二轴承，17-5为锁紧螺母，18为散热外壳，19为电机定子，20为电机外壳，21为驱动电机后端风扇；

22为润滑油通道，23为压缩空气通道，24为风扇组件；

25为外筒体，26为内筒，27为滤芯，28为上盖，29为安装固定环，30为加油口，31为观油镜，32为压力表，33为安全阀；

34为气压调节管道。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，如图1所示，包括双级螺杆空压机1、气液分离装置2、冷却器3、温控阀4、空气过滤器5和安装部6，双级螺杆空压机、气液分离装置、冷却器、温控阀和空气过滤器分别设于安装部中并相互连接形成循环回路，该空压机系统形成一体式设备。

如图1所示，双级螺杆空压机上设有空气进口1-3、润滑油进口1-2和油气出口1-1，气液分离装置上设有油气进口2-1、润滑油出口2-2和压缩空气出口2-3，温控阀上设有热油进口4-1、热油出口4-2、冷油进口4-3和冷油出口4-4，冷却器上设有进油口3-1、出油口3-2、进气端3-3和出气端3-4，双级螺杆空压机上的空气进口处设有空气过滤器，油气出口与气液分离装置上的油气进口连接，气液分离装置上的润滑油出口与温控阀上的热油进口连接，压缩空气出口与冷却器上的进气端连接，温控阀上的热油出口与冷却器上的进油口连接，冷却器上的出油口与温控阀上的冷油进口连接，温控阀上的冷油出口与双级螺杆空压机上的润滑油进口连接。其中，空气过滤器对进入双级螺杆空压机的外界空气进行过滤，双级螺杆空压机进行空气压缩后，形成带有润滑油的压缩空气由气液分离装置进行分离，分离后得到的压缩空气直接由冷却器冷却并送出，而分离后得到的润滑油则是，先利用温控阀先对润滑油的温度进行检测，再确定是否需要采用冷却器对润滑油进行冷却之后再回收利用，从而精准控制润滑油的冷却量，同时保证回收利用的润滑油温度适宜，保证双级螺杆空压机的正常运行。

上述系统中，双级螺杆空压机、气液分离装置、冷却器、温控阀和空气过滤器之间均通过管道进行连接，各主要组成部分的具体结构如下：

(1)如图1所示，温控阀为内置有油过滤器7的四通阀，温控阀内设有实时检测热油进口处油温用的温控元件(图中未示出)。通过温控元件实时检测热油进口处的油温，当油温不超过设定值，则润滑油不需要冷却，关闭热油出口，润滑油直接由冷油出口送至双级螺杆空压机；当油温达到或超过设定值，则开启热油出口，润滑油由热油出口送至冷却器进行冷却。润滑油从冷油出口输出前，先经过油过滤器进行过滤，可有效避免杂质进入双级螺杆空压机而影响设备的正常运行。在本实施例中，温控阀中温控元件的临界温度为70℃。根据空气压缩主机的实际需求，用户也可对该临界温度进行调整设定。

(2)如图2所示，双级螺杆空压机采用无齿轮传动损失的直联式空压机，包括第一驱动电机8、第二驱动电机9、第一双螺杆组件10、第二双螺杆组件11和机壳12，机壳内部形成一级型腔13和二级型腔14，一级型腔和二级型腔之间通过风管15连通，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴。该结构中，在第一驱动电机的动力作用下，第一双螺杆组件在一级型腔内对空气进行一级压缩，在第二驱动电机的动力作用下，第二双螺杆组件在二级型腔内对已经过一级压缩的空气进行二级压缩；位于同一级的驱动电机和螺杆之间采用内嵌式的一体轴直接连接，即该旋转轴既作为驱动电机的电机轴，又作为双螺杆组件的驱动螺杆轴，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，且可有效提高其动力传动效率。一级型腔和二级型腔之间的风管可为机壳一体成型的连接通道，也可采用机壳外置的连接管道。

双级螺杆空压机内还设有分流板16，一级型腔的一侧设置空气进口1-3，二级型腔的一侧设置油气出口1-1，分流板设于空气进口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内，分流板的长度大于空气进口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。空气进口处分流板的设置，可在空气进入空气进口后起来导流作用，快速将空气分散至双螺杆组件外周，可有效改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率，也避免气流进入一级型腔后直接冲击第一双螺杆组件。本实施例中，分流板呈球面状，分流板的投影面大于进风口的投影面，且分流板的投影面覆盖进风口的投影面，保证分流板能将进入进风口的空气全部进行分流；分流板的一侧与一级型腔的内侧面之间留有间隙，分流板的另一侧与第一双螺杆组件的表面之间也留有间隙。即分流板悬挂于一级型腔内侧面与第一双螺杆组件之间的空间内，两侧留有的间隙供气流通过，同时也避免分流板的设置干扰第一双螺杆组件的正常运行。安装时，分流板可通过常规的固定方式(如长螺栓等)固定安装于一级型腔的内侧即可。分流板采用柔性板，便于安装及更换，且具有较好的导向性。

第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机；即在第一驱动电机和第二驱动电机的电机转子内设置永磁体，可采用市面已有的高性能汝铁硼永磁体，在空压机的生命周期内保证不失磁。第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。

如图2所示，在第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件17与机壳连接；轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片17-1、第一轴承17-2、中间垫片17-3、第二轴承17-4和锁紧螺母17-5。该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。其中，第一轴承采用圆柱滚子轴承，第二轴承采用圆锥滚子轴承。

如图2或图3所示，第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳18；散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体18-1和散热翅片18-2，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。散热翅片相对于外壳本体的轴线呈倾斜状、平行状或波浪形，根据驱动电机定子19与电机外壳20之间的空隙宽度及需求进行选择设置。在驱动电机后端风扇21作用下，该散热外壳能较好地对驱动电机的定子及转子起到散热作用，冷却后产生的热风从电机外壳上开设的通孔排出(如图2中的箭头所示)。该散热外壳的设置可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，可有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

上述双级螺杆空压机使用时，其原理是：传统的齿轮连接式空压机中，由于齿轮比的配速是固定的，因此其强调的是点效率，即只有在固定转速和额定压力下，其比功率才是最佳的，当需要变频变速运行时，由于齿轮配速固定，因此即使转速下降，其能耗也不会同步下降，为此，本系统中的双级螺杆空压机采用内嵌式一体轴直接连接驱动电机和螺杆组件，且两级螺杆组件分别采用两个独立的驱动电机进行驱动，因此可通过控制级间压力，使空压机在不同转速、不同压力的情况下，始终运行在最佳级间压力点，使空压机始终处于最佳运行状态，可在空压机稳定运行的前提下，获得较好的节能效果；同时，通过在空压机的空气进口处设置分流板，可对进入空压机的气流进行分散和导向，使气体快速均匀分散于双螺杆组件外周，达到较高的压缩效率和均匀的压缩流量，进一步改善空压机的节能效果；此外，各双螺杆组件的端部设有具备密封性能的轴承组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，还通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命；各驱动电机通过设置独立的散热外壳，结合驱动电机后端的风扇使用，可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，有效提高空压机运行的稳定性，进一步降低空压机的能耗。

(3)如图1所示，冷却器为双冷却通道的风冷式冷却器，冷却器内设有相互独立的润滑油冷却通道22和压缩空气冷却通道23，润滑油冷却通道的两端分别为进油口和出油口，压缩空气冷却通道的两端分别为进气端和出气端；润滑油冷却通道和压缩空气冷却通道相平行设置，润滑油冷却通道和/或压缩空气冷却通道的外侧设有风扇组件24，风扇组件的出风方向与润滑油、压缩空气的流动方向相垂直。

利用上述结构的冷却器，可同时对润滑油和压缩空气分别进行冷却，其冷却效率高，同时，在同一冷却器中进行润滑油和压缩空气的冷却，可减少冷却器的使用，简化整个空气压缩系统的设备结构，避免大量的管道使用而占用大量的安装面积，使整个空气压缩系统的结构更加紧凑。

(4)如图4或图5所示，气液分离装置采用滤芯内置式的分离装置，包括外筒体25、内筒26、滤芯27、上盖28和安装固定环29，外筒体内部设有内筒，内筒中设有滤芯，外筒体的上端和内筒的上端分别与安装固定环的底面固定连接，安装固定环的顶面设有内凹的圆环面，滤芯的上端带有向外周延伸的安装部，安装部嵌于圆环面上，上盖压紧于滤芯和安装固定环的顶面并与安装固定环锁紧连接；外筒体的侧壁设有油气进口和润滑油出口，上盖设有压缩空气出口。其中，外筒体和内筒之间形成第一级的分离结构，滤芯与内筒之间形成第二级的分离结构，分离后得到的润滑油沉降于外筒体的底部，然后由润滑油出口伸至外筒体底部的管道抽出并送出至温控阀，分离后得到的压缩空气从上盖上的压缩空气出口处送出至冷却器。安装固定环的主要作用是用于固定安装外筒体和内筒，同时为滤芯提供一个稳定的安装平台，保证气液分离装置结构的稳定性。

其中，内筒的侧壁呈倾斜状，本实施例作为一种优选方案，内筒侧壁的倾斜角度为3～15°。即内筒整体呈由上至下设置的微喇叭状，其倾斜状的侧壁对进入气液分离装置内的油气具有较好的导流作用，油气中所含有的润滑油附着于内筒的侧壁后，沿侧壁逐渐流动下降至外筒体底部。同时，本实施例中内筒的高度约为外筒体高度的1/2；油气进口设于外筒体位于内筒外侧之处的侧壁上部，热出油口设于外筒体位于内筒下方之处的侧壁下部。内筒的外壁与外筒体的内壁之间留有第一油气通道，滤芯的外壁与内筒的内壁之间留有第二油气通道；油气进口的中心线与外筒体的内壁相切(如图5所示)，确保油气进入第一油气通道后可沿内筒的外壁均匀分布。

滤芯可采用一体式结构，安装部为滤芯上端直接向外周延伸成型的圆环；也可采用分体式结构，滤芯主体呈圆柱状结构，滤芯主体的上端设有箍环，箍环上端向外周延伸形成安装部，滤芯通过箍环夹紧固定安装。本实施例中，滤芯采用一体式结构。

此外，外筒体的侧壁上还分别设有加油口30和安装观油镜31、压力表32、安全阀33等器件用的安装通孔(该结构方式与传统气液分离装置相同，根据装置实际需要进行设置即可)。

在该气液分离装置中，油气(即带有润滑油的压缩空气)从油气进口进入外筒体内，在第一油气通道中向内筒的外周扩散并撞击内筒外壁，此时会有部分润滑油析出附着于内筒外壁并沿内筒外壁滴落至外筒体底部，实现第一级分离；此后，在冷却器以及外接的抽气机构作用下，油气在内筒中上升，上升过程中部分润滑油沉降于外筒体底部，上升至滤芯处，由滤芯进行过滤，润滑油被完全析出并沿滤芯外壁滴落收集于外筒体底部，实现第二级分离，由滤芯过滤后得到的压缩空气由上盖上的压缩空气出口处送出，沉降于外筒体底部的润滑油由润滑油出口送出。

(5)本实施例中，安装部采用机架结构，根据空压机系统的实际安装需求，安装部也可采用机箱结构。安装部主要起到支撑作用，并将双级螺杆空压机系统封装形成整体式结构。此外，在空气过滤器、双级螺杆空压机和气液分离装置三者之间还设有气压调节管道34以及必要的电磁阀(如图1所示)，其调节方式与传统空压机系统相同，管道的具体安装位置可根据系统的实际情况进行选择。

上述多点联动控制的直联螺杆空压机系统使用时，其原理是：外界空气经过空气过滤器进行过滤后，由空气进口进入双级螺杆空压机，在双级螺杆空压机内依次经过一级型腔和二级型腔进行压缩后，带有润滑油的压缩空气由油气出口送出，通过油气进口进入气液分离装置中进行分离，分离后得到的压缩空气由压缩空气出口送出，通过冷却器的进气端进入冷却器进行冷却，完成冷却后送出至外接的用气设备，而分离后得到的润滑油先经过温控阀，温控阀实时检测油温，当油温不超过设定值，则润滑油不需要冷却，此时关闭热油出口，润滑油经过温控阀内的油过滤器进行过滤后直接由冷油出口送出，由润滑油进口重新进入双级螺杆空压机中，当油温达到或超过设定值，则此时开启热油出口，润滑油由热油出口送至冷却器进行冷却，冷却后的润滑油从冷油进口进入温控阀，经过温控阀内的油过滤器进行过滤后再由冷油出口送至双级螺杆空压机，以此实现润滑油的循环使用，形成稳定的多点联动控制的直联螺杆空压机系统。

实施例2

本实施例提供一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统的使用方法，直联螺杆空压机系统的具体结构如实施例1所述，如图1所示，其使用方法主要包括以下步骤：

(1)外界空气进入空气过滤器进行过滤；

(2)经过过滤的空气由空气进口进入双级螺杆空压机，由双级螺杆空压机进行两级压缩，然后形成带有润滑油的压缩空气并由油气出口送出；

(3)带有润滑油的压缩空气由油气进口进入气液分离装置，由气液分离装置进行两级分离，分离后得到的压缩空气由压缩空气出口送出，分离后得到的润滑油由润滑油出口送出；

(4)压缩空气由进气端进入冷却器，经过冷却器冷却后由出气端送出；

同时，润滑油由热油进口进入温控阀，由温控阀实时检测油温；

当油温不超过设定值时，润滑油由冷油出口送出，由润滑油进口直接进入双级螺杆空压机；

当油温达到或超过设定值时，润滑油由热油出口送出，由进油口进入冷却器，冷却器将润滑油进行冷却后由出油口送出；润滑油由冷油进口重新进入温控阀后，再由冷油出口送出，由润滑油进口进入双级螺杆空压机。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，包括安装部以及设于安装部中并形成循环回路的双级螺杆空压机、气液分离装置、冷却器、温控阀、空气过滤器；双级螺杆空压机上设有空气进口、润滑油进口和油气出口，气液分离装置上设有油气进口、润滑油出口和压缩空气出口，温控阀上设有热油进口、热油出口、冷油进口和冷油出口，冷却器上设有进油口、出油口、进气端和出气端，双级螺杆空压机上的空气进口处设有空气过滤器，油气出口与气液分离装置上的油气进口连接，气液分离装置上的润滑油出口与温控阀上的热油进口连接，压缩空气出口与冷却器上的进气端连接，温控阀上的热油出口与冷却器上的进油口连接，冷却器上的出油口与温控阀上的冷油进口连接，温控阀上的冷油出口与双级螺杆空压机上的润滑油进口连接。

2.根据权利要求1所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述温控阀为内置有油过滤器的四通阀，温控阀内设有实时检测热油进口处油温用的温控元件。

3.根据权利要求1所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述双级螺杆空压机为无齿轮传动损失的直联式空压机，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一双螺杆组件、第二双螺杆组件和机壳，机壳内部形成一级型腔和二级型腔，一级型腔和二级型腔之间通过风管连通，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴。

4.根据权利要求3所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述双级螺杆空压机内还设有分流板，一级型腔的一侧设置空气进口，二级型腔的一侧设置油气出口，分流板设于空气进口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内，分流板的长度大于空气进口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。

5.根据权利要求3所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机；

第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。

6.根据权利要求5所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件与机壳连接；轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片、第一轴承、中间垫片、第二轴承和锁紧螺母。

7.根据权利要求3所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳；散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体和散热翅片，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。

8.根据权利要求1所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述冷却器为双冷却通道的风冷式冷却器，冷却器内设有相互独立的润滑油冷却通道和压缩空气冷却通道，润滑油冷却通道的两端分别为进油口和出油口，压缩空气冷却通道的两端分别为进气端和出气端；

润滑油冷却通道和压缩空气冷却通道相平行设置，润滑油冷却通道和/或压缩空气冷却通道的外侧设有风扇组件，风扇组件的出风方向与润滑油、压缩空气的流动方向相垂直。

9.根据权利要求1所述一种多点联动控制的直联螺杆空压机系统，其特征在于，所述气液分离装置为滤芯内置式的分离装置，包括外筒体、内筒、滤芯、上盖和安装固定环，外筒体内部设有内筒，内筒的侧壁呈倾斜状，内筒中设有滤芯，外筒体的上端和内筒的上端分别与安装固定环的底面固定连接，安装固定环的顶面设有内凹的圆环面，滤芯的上端带有向外周延伸的安装部，安装部嵌于圆环面上，上盖压紧于滤芯和安装固定环的顶面并与安装固定环锁紧连接；外筒体的侧壁设有油气进口和润滑油出口，上盖设有压缩空气出口。

10.权利要求1～9任一项所述多点联动控制的直联螺杆空压机系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)外界空气进入空气过滤器进行过滤；

(2)经过过滤的空气由空气进口进入双级螺杆空压机，由双级螺杆空压机进行两级压缩，然后形成带有润滑油的压缩空气并由油气出口送出；

(3)带有润滑油的压缩空气由油气进口进入气液分离装置，由气液分离装置进行两级分离，分离后得到的压缩空气由压缩空气出口送出，分离后得到的润滑油由润滑油出口送出；

(4)压缩空气由进气端进入冷却器，经过冷却器冷却后由出气端送出；

同时，润滑油由热油进口进入温控阀，由温控阀实时检测油温；

当油温不超过设定值时，润滑油由冷油出口送出，由润滑油进口直接进入双级螺杆空压机；

当油温达到或超过设定值时，润滑油由热油出口送出，由进油口进入冷却器，冷却器将润滑油进行冷却后由出油口送出；润滑油由冷油进口重新进入温控阀后，再由冷油出口送出，由润滑油进口进入双级螺杆空压机。

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