CN112780565A - 螺杆式压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆式压缩机，其包括压缩机机体、杆状轴、轴承座和轴承；所述压缩机机体设置有压缩腔；所述杆状轴可转动地设置；所述轴承座设置有轴承腔，所述轴承腔密封设置；所述轴承座设置有流体进口和流体出口，所述流体进口和所述流体出口均与所述轴承腔连通；所述杆状轴穿过所述轴承座，端部位于所述轴承腔内；所述轴承位于所述密轴承腔内，所述轴承套装在所述杆状轴的端部，并安装在所述轴承座上；所述杆状轴通过所述轴承可转动地设置。本发明能极大幅度提高压缩机轴承和整机的使用寿命，可有效的降低轴承、机械密封的工作温度、改善轴承、机械密封的润滑条件。

Description

螺杆式压缩机

技术领域

本发明涉及螺杆式压缩机。

背景技术

螺杆式压缩机是系统中最核心的部件，其十分重要。因螺杆式压缩机应用范围比较广，行业不同、介质不同，造成了对螺杆式压缩机的需求不同，但在大多行业中，经过长期使用发现螺杆压缩机因为某些特殊的工况，会经常造成压缩机的损坏，而其中绝大多数的损坏都是因为润滑不良、轴承温度超高失效造成的，例如在温度提升的系统中系统温度通常比较高，达到100℃-200℃。而压缩机中的轴承、机械密封，轴承的工作温度一般不能超过90℃，而且需要充分的润滑脂或润滑油进行润滑，所以轴承和机械密封在此等环境下会极容易失效损坏，以至于压缩机机组振动大、异响，甚至会造成压缩机卡死。正常工作环境下的轴承寿命一般可达8-10万小时，而在目前的温度提升系统中，压缩机的轴承寿命一般在2万小时，甚至更短时间。另在一些行业还有一定的危险性存在，例如在石化行业的油气回收系统中、甲烷、天然气等工业气体的处理中，处理介质一般都是易燃、易爆的气体，轴承、机封温度升高是一个极大的安全隐患；在这种特殊行业应用中，应尽可能的保证机组的使用寿命，尽可能的降低机器故障率，以减少危险和加大经济效率。

因此如何优化解决螺杆压缩机轴承润滑和降温，提高螺杆式压缩机使用寿命，成为本领域所要研究的课题。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种使用寿命长的螺杆式压缩机。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

螺杆式压缩机，其特征在于，所述螺杆式压缩机包括：

压缩机机体，所述压缩机机体设置有压缩腔；

杆状轴，所述杆状轴可转动地设置；

轴承座，所述轴承座设置有轴承腔，所述轴承腔密封设置；所述轴承座设置有流体进口和流体出口，所述流体进口和所述流体出口均与所述轴承腔连通；

轴承；

所述杆状轴穿过所述轴承座，端部位于所述轴承腔内；所述轴承位于所述密轴承腔内，所述轴承套装在所述杆状轴的端部，并安装在所述轴承座上；所述杆状轴通过所述轴承可转动地设置。

根据本发明的一个技术方案，所述轴承座包括轴承座主体，所述轴承腔设置在所述轴承座主体上，所述轴承座两端分别连接有机械密封座和封板；所述机械密封座和所述封板分别将所述轴承腔两端密封，机械密封套装在所述杆状轴上并与所述机械密封座连接；所述杆状轴贯穿所述机械密封座。

根据本发明的一个技术方案，所述流体进口设置在所述轴承座主体上。

根据本发明的一个技术方案，所述轴承座主体上还设置有流体通道，所述流体通道一端与所述流体进口连通，另一端与轴承腔连通。

根据本发明的一个技术方案，所述流体通道与机械密封和/或轴承位置相对，以使流体通过流体通道直接喷向机械密封和/或轴承。

根据本发明的一个技术方案，所述流体出口在在所述封板上。

根据本发明的一个技术方案，所述螺杆式压缩机还包括流体供给装置，所述流体供给装置用于将流体通过所述流体进口输入所述轴承腔内。

根据本发明的一个技术方案，所述供给装置包括储箱、电机、泵和供给管，还包括过滤器和/或换热器；所述电机驱动泵工作，所述泵通过供给管将储箱内的流体依次输送至过滤器和/或换热器，再经过流体进口输送至轴承腔内。

根据本发明的一个技术方案，所述换热器设置有换热腔；所述换热器一侧设置有风扇，所述风扇由电机驱动旋转。

根据本发明的一个技术方案，所述压缩机机体上设置有多个进口，所述供给装置还包括供给排，所述供给排设置有一个或多个供给进口，且设置有多个供给出口，多个供给出口与所述供给进口连通；供给进口通过供给管与换热器连通，供给出口通过供给管与流体进口和进口连通。

根据本发明的一个技术方案，所述回收装置包括回收管和储箱，所述回收管连通所述流体出口与所述储箱。

根据本发明的一个技术方案，所述回收装置还包括回收排，所述回收排设置有多个回收进口及一个或多个回收出口，所述回收进口与所述回收出口连通；所述压缩机机体设置有出口；所述压缩机机体的出口、轴承座上的流体出口与所述回收排的回收进口连通，所述回收排的回收出口与所述储箱连通。

本发明采用的技术方案：整个系统包括流体供给单元及压缩机流体单元，其中流体供给单元包括电机、泵、储箱、过滤器、风扇、换热装置、供给管、供给排。压缩机流体系统单元包括轴承座、封板、杆状轴、机械密封、机械密封座组成。该系统由电机带动泵，泵把储箱里的流体经过滤器后打入换热器，可保证进入压缩机系统的是清洁无杂质的流体，在风扇和换热器的作用下，流体温度降低，降低温度后的流体经供给管道进入供给排中，并分配给压缩机的轴承座中，轴承座上面做有流体通道，能直接把流体喷到机械密封和轴承处，以便第一时间供给流体，不会造成压缩机缺少流体，流体进入压缩机带走轴承、机械密封等产生的热量及充分对压缩机的轴承、机械密封润滑后，通过封板上装有的回收管回至回收排并回到储箱中，以实现整套流体供给系统的循环并实现对压缩机轴承、机械密封的润滑及冷却。在工作中，风扇可根据流体温度的高低可以自动进行变频调节，进行恒温控制。对特殊需求，亦可根据流体温度的高低，对流体进行二次冷却或升温，以便于二次降温或余热回收。

本发明中的螺杆压缩机，既可以为压缩机机体内提供降温用的流体，还设置独立循环的供给系统为轴承和机械密封提供润滑、降温用的流体。通过电机带动泵和风扇，抽取储箱中的流体，输送至过滤器、换热器，对流体过滤清洁和降温后，进入供给排，然后分配给压缩机轴承座，通过轴承座上的流体流道，直接喷到机械密封和轴承上，并从封板上的回收管，经回收排回至储箱，实现循环利用。通过上述原理可以看出，该套流体供给装置，具有独立自循环性、可靠性、安全性自动化集成程度较高。通过实验和大量的实践验证，本发明极大幅度提高压缩机轴承和整机的使用寿命，可有效的降低轴承、机械密封的工作温度，改善轴承、机械密封的润滑条件，并可以进行大范围、多介质、气源要求较高的环境中使用。本发明可用于涉及螺杆式工业气体压缩机、螺杆式空气压缩机、螺杆式油气压缩机、螺杆式蒸汽压缩机、螺杆式膨胀压缩机以及其它螺杆式压缩机。经实验检测，本发明中的螺杆压缩机工作时，轴承的稳定为36-60度，使用寿命为100000小时。

附图说明

图1为本发明中的螺杆式压缩机结构示意图；

图2为本发明中螺杆式压缩机结构局部剖视示意图；

图3为本发明中的螺杆式压缩机局部结构示意图；

图4为本发明中的螺杆式压缩机的压缩机机体结构示意图；

图5本发明中的螺杆式压缩机的压缩机机体内的部件结构示意图；

图6为本发明中的螺杆式压缩机的其中一根杆状轴与轴承座结构示意图；

图7为图6的剖视图；

图8为杆状轴和轴承座的部分部件结构示意图；

图9本发明中的螺杆式压缩机的流体供给装置和流体回收装置结构示意图；

图10为本发明中的螺杆式压缩机系统流程图。

具体实施方式

如图1至图4所示，螺杆式压缩机100，其包括压缩机机体101和杆状轴6，所述压缩机机体101设置有压缩腔(图中未示出)。压缩机机体101上还设置有进口103以及出口(图中未示出)。进口103和出口均与压缩腔连通。进口103用于向压缩腔内供给冷却和/或润滑用的流体，比如润滑油。出口用于排出压缩腔内的冷却和/或润滑用的流体。故进口103以及出口的位置和数目可根据压缩腔内需要冷却和润滑的部件的位置及数目确定。在如图所示的示例中，分别设置有多个进口103和多个出口。压缩机机体101设置有相对的八个开口(图中未示出)。每两个开口为一对，每一对开口在同一方向上相对设置。

如图1、图2、图5至图8所示，本发明中的螺杆式压缩机100还包括轴承座11。轴承座11包括轴承座主体111，所述轴承座主体111设置有轴承腔112。轴承座主体111两端还分别连接有机械密封座12和封板4。机械密封座12和封板4分别从两端密封轴承腔112。轴承腔112内设置有台阶113。轴承7外圈设置在台阶113处，轴承压板71将轴承7封装在台阶113处。

轴承座主体111上设置有流体进口10和流体通道9。流体通道9一端与流体进口10连通，另一端与轴承腔112连通。流体通道9在轴承腔112内的开口与机械密封8和/或轴承7位置相对，以便经流体通道9输入的流体可直接喷向机械密封8和/或轴承7。流体通道9的具体走向和开口位置可根据机械密封8和轴承7的位置确定。封板4的形状根据轴承腔112的形状确定，在如图所示的示例中，封板4为圆形。封板4上设置有流体出口5。流体出口5与轴承腔112连通。轴承腔112内的流体可经流体出口5排出。

轴承座主体111设置在开口处，用于将该处的开口密封，并支撑杆状轴6。在本发明中，每根需要轴承7支撑的杆状轴6的端部所处的开口处均可设置轴承座11。在如图所示的示例中，有五个开口处设置有轴承座11。本实施例以其中一个开口处的轴承座11为例说明。轴承座主体111设置在开口处，一端位于压缩腔内，另一端露出于压缩腔之外。轴承座主体111上设置有法兰盘113。螺钉穿过法兰盘113并与压缩机机体101连接。螺钉将轴承座主体111与压缩机机体101连接。安装封板4的轴承座主体111的一端露出于压缩腔之外。封板4位于压缩腔之外。

本发明中的螺杆式压缩机100还设置有杆状轴6。杆状轴6可转动地设置。本发明中，杆状轴6数目可以是一根，也可以是多根。根据需要的功能不同，杆状轴6上还可以设置相应的结构。比如，在本发明中，设置有一个转子105和两个星轮106。在如图所示的示例中，设置有三根杆状轴6。其中一根杆状轴6用于设置转子105，另外两根杆状轴6用于安装星轮106。两个星轮106分别设置在转子105两侧，转子105与两个星轮106啮合。

杆状轴6穿过机械密封座12，端部位于轴承腔112内。轴承7的内圈套装在杆状轴6的端部。杆状轴6通过轴承7与轴承座主体111可相对转动地连接。杆状轴6上还套装有机械密封8。机械密封8用于密封杆状轴6与机械密封座12之间的间隙。封板4将轴承腔112的一端密封，机械密封座12与机械密封8将轴承腔112另一端密封。

安装有转子105的杆状轴6另一端还与第一电机107的输出轴(图中未示出)连接。第一电机107驱动杆状轴6及转子105旋转，进而带动星轮106旋转。利用转子105与星轮106的啮合，两者旋转时可将空气压缩。

如图9和图10所示，本发明中的螺杆式压缩机100还包括流体供给装置和流体回收装置。所述流体供给装置用于将流体通过所述流体进口10输入所述轴承腔112和/或压缩腔内。流体回收装置用于回收从轴承腔112和/或压缩腔内排出的流体。根据本发明的技术方案，所述供给装置包括储箱18、电机19、泵20和供给管15。储箱18通过供给管15与流体进口10连通。供给管15上设置有泵20。电机19驱动泵20工作。泵20工作时，通过供给管15将储箱18内的流体输送至流体进口10，进而通过流体通道9输送至轴承腔112内喷向机械密封8和/或轴承7。供给管15的路线上安装有供给排14。供给排14设置有至少一个供给进口，多个供给出口。供给排14可将一路流体分配为多路流体输出。供给管15数量有多根，有的供给管15与流体进口10连通，有的供给管15与压缩机机体101上的进口103连通。储箱18内的流体，由一路或多路供给管15经供给排14分配更多路后，可以分别输送至压缩腔13、轴承腔112内的多个不同位置。

供给管15的输送路线上还设置有所述换热器3和过滤器16。换热器3用于使流体交换热量，以便将合适温度的流体输送至压缩腔和/或轴承腔112内。换热器3可采用常用的结构实现。在如图所示的示例中，换热器3结构设置有换热腔(图中未示出)。所述换热器3一侧设置有风扇17，所述风扇17由第二电机19驱动旋转。风扇17朝换热器3吹风可降低换热器3内的流体温度。过滤器16可过滤流体中的杂质等异物。

所述流体回收装置包括回收管2，所述回收管2将所述流体出口5、压缩机机体101上的出口与所述储箱18连通。回收管2上设置有回收排1。所述回收排1设置有多个回收进口及一个或多个回收出口，所述回收进口与所述回收出口连通。所述压缩机机体101设置的出口、轴承座上的流体出口5通过回收管2与所述回收排1的回收进口连通，所述回收排1的回收出口与所述储箱18连通。从不同位置连接的回收管2，经汇流排1汇流后一起回收至储箱18内。

本发明可根据需要的功能采用合适的流体，比如润滑油、换热油等。以下以流体为润滑油为例说明其使用方法。储箱18内储存润滑油。电机19带动泵20工作，泵20把储箱18里的润滑油经过滤器16后打入换热器3，可保证进入压缩机系统的油是清洁无杂质的润滑油。在风扇17的作用下，润滑油温度降低后经供给管15进入供给排14中，并分配给压缩机的轴承座11中，轴承座主体111上设有流体通道9，能直接把润滑油喷到机械密封8和轴承7处，以便第一时间供给润滑油，不会造成压缩机缺少润滑油。润滑油进入压缩机带走轴承7、机械密封8等产生的热量及充分对轴承7、机械密封8润滑后，通过封板4上装有的回收管2回至回收排1并回到储箱18中，以实现整套润滑油供给系统的循环并实现对压缩机轴承7、机械密封8的润滑及冷却。

本发明中的螺杆压缩机，既可以为压缩机机体内提供降温用的流体，还设置独立循环的供给系统为轴承和机械密封提供润滑、降温用的流体。通过电机带动泵和风扇，抽取储箱中的流体，输送至过滤器、换热器，对流体过滤清洁和降温后，进入供给排，然后分配给压缩机轴承座，通过轴承座上的流体流道，直接喷到机械密封和轴承上，并从封板上的回收管，经回收排回至储箱，实现循环利用。通过上述原理可以看出，该套流体供给装置，具有独立自循环性、可靠性、安全性自动化集成程度较高。通过实验和大量的实践验证，本发明极大幅度提高压缩机轴承和整机的使用寿命，可有效的降低轴承、机械密封的工作温度，改善轴承、机械密封的润滑条件，并可以进行大范围、多介质、气源要求较高的环境中使用。本发明可用于涉及螺杆式工业气体压缩机、螺杆式空气压缩机、螺杆式油气压缩机、螺杆式蒸汽压缩机、螺杆式膨胀压缩机以及其它螺杆式压缩机。经实验检测，本发明中的螺杆压缩机工作时，轴承的稳定为36-60度，使用寿命为100000小时。

以上仅为本发明较佳的实施例，并不用于局限本发明的保护范围，任何在本发明精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (12)

1.螺杆式压缩机，其特征在于，所述螺杆式压缩机包括：

压缩机机体，所述压缩机机体设置有压缩腔；

杆状轴，所述杆状轴可转动地设置；

轴承座，所述轴承座设置有轴承腔，所述轴承腔密封设置；所述轴承座设置有流体进口和流体出口，所述流体进口和所述流体出口均与所述轴承腔连通；

轴承；

所述杆状轴穿过所述轴承座，端部位于所述轴承腔内；所述轴承位于所述密轴承腔内，所述轴承套装在所述杆状轴的端部，并安装在所述轴承座上；所述杆状轴通过所述轴承可转动地设置。

2.根据权利要求1所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述轴承座包括轴承座主体，所述轴承腔设置在所述轴承座主体上，所述轴承座两端分别连接有机械密封座和封板；所述机械密封座和所述封板分别将所述轴承腔两端密封，机械密封套装在所述杆状轴上并与所述机械密封座连接；所述杆状轴贯穿所述机械密封座。

3.根据权利要求2所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述流体进口设置在所述轴承座主体上。

4.根据权利要求2或3所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述轴承座主体上还设置有流体通道，所述流体通道一端与所述流体进口连通，另一端与轴承腔连通。

5.根据权利要求4所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述流体通道与机械密封和/或轴承位置相对，以使流体通过流体通道直接喷向机械密封和/或轴承。

6.根据权利要求2所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述流体出口在在所述封板上。

7.根据权利要求1所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述螺杆式压缩机还包括流体供给装置，所述流体供给装置用于将流体通过所述流体进口输入所述轴承腔内。

8.根据权利要求6所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述供给装置包括储箱、电机、泵和供给管，还包括过滤器和/或换热器；所述电机驱动泵工作，所述泵通过供给管将储箱内的流体依次输送至过滤器和/或换热器，再经过流体进口输送至轴承腔内。

9.根据权利要求7所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述换热器设置有换热腔；所述换热器一侧设置有风扇，所述风扇由电机驱动旋转。

10.根据权利要求7所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述压缩机机体上设置有多个进口，所述供给装置还包括供给排，所述供给排设置有一个或多个供给进口，且设置有多个供给出口，多个供给出口与所述供给进口连通；供给进口通过供给管与换热器连通，供给出口通过供给管与流体进口和进口连通。

11.根据权利要求1所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述回收装置包括回收管和储箱，所述回收管连通所述流体出口与所述储箱。

12.根据权利要求10所述的螺杆式压缩机，其特征在于，所述回收装置还包括回收排，所述回收排设置有多个回收进口及一个或多个回收出口，所述回收进口与所述回收出口连通；所述压缩机机体设置有出口；所述压缩机机体的出口、轴承座上的流体出口与所述回收排的回收进口连通，所述回收排的回收出口与所述储箱连通。

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