CN112943608A - 一种多级大流量压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多级大流量压缩机,在壳体内设有N个独立密封的腔室,每一级腔室的排气口与下一级的进气口相连接,而且每一级的排气是经过冷却后进入下一级;在每个腔室内设有至少一根星轮轴和至少一根螺杆,星轮轴的轴线与螺杆的轴线垂直;在星轮轴上设有星轮;在壳体上设有主轴,主轴通过传动装置带动各腔室的螺杆和星轮按固定速比独立同步旋转,且星轮与螺杆的螺旋槽间隙配合;在每个腔室的壳体上分别设有注液孔,注液孔喷射的液体对星轮与螺杆的配合处密封及冷却,实现对应腔室的吸气、压缩和排气过程。该压缩机采用星轮与螺杆的组合结构,并进行多级压缩的方式,不仅缩小了压缩机的体积,容积流量更大,而且提高压缩效率。
Description
技术领域
本发明创造涉及一种多级大流量压缩机,属于容积回转式压缩机的技术领域。
背景技术
压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械,被广泛应用于工业的各个领域,随着压缩机行业的不断发展,客户对压缩机的效率要求也越来越高,现有的压缩机通常为一级传动,气体经过一次压缩后排出,压缩机的效率很难达到理想的高度。
现有的公开文件公开号211080052,专利名称为《一种用于压缩机上的多级传动结构》的实用新型专利,该文件中公开了多级传动结构的压缩机,其解决的技术问题是减小压缩机体积。但是该压缩机具有三个转子,两侧转子与中间转子啮合传动,在啮合的过程中不仅会有磨损,影响使用寿命,而且影响空压机的压缩率。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种多级大流量压缩机,该压缩机采用星轮与螺杆的组合结构,并进行多级压缩的方式,不仅缩小了压缩机的体积,容积流量更大,而且提高压缩效率。
为解决以上问题,本发明创造的具体技术方案如下:一种多级大流量压缩机,在壳体内设有N个独立密封的腔室,每一级腔室的排气口与下一级的进气口相连接,而且每一级的排气是经过冷却后进入下一级;在每个腔室内设有至少一根星轮轴和至少一根螺杆,星轮轴的轴线与螺杆的轴线垂直;在星轮轴上设有星轮;在壳体上设有主轴,主轴通过传动装置带动各腔室的螺杆和星轮按固定速比独立同步旋转,且星轮与螺杆的螺旋槽间隙配合;在每个腔室的壳体上分别设有注液孔,注液孔喷射的液体对星轮与螺杆的配合处密封及冷却,实现对应腔室的吸气、压缩和排气过程。
压缩机为二级压缩,壳体内设有两个腔室,一根星轮轴贯穿两个腔室,星轮轴上同轴连接两个星轮,且分别位于两个不同的腔室;每个腔室内设有一根与星轮轴垂直的螺杆。
所述的传动装置结构为,在主轴上同轴设置主轴齿轮,主轴齿轮圆周同时啮合两个螺杆端齿轮Ⅰ,每个螺杆端齿轮Ⅰ与对应腔室的螺杆的一端同轴连接,完成螺杆的旋转;在其中一个腔室的螺杆另一端同轴设置螺杆端齿轮Ⅱ,并在该腔室内设有与螺杆平行的过渡轴,过渡轴一端设有过渡齿轮Ⅱ,过渡齿轮Ⅱ通过过渡齿轮Ⅰ与螺杆端齿轮Ⅱ啮合,过渡轴另一端设有锥齿轮,在星轮轴的端部设有星轮端齿轮,星轮端齿轮与锥齿轮啮合。
压缩机为二级压缩,壳体内设有两个腔室,一根星轮轴贯穿两个腔室,星轮轴上同轴连接两个星轮,且分别位于两个不同的腔室;每个腔室内设有二根与星轮轴垂直的螺杆,每个腔室内的星轮同时与两个螺杆的螺旋槽间隙配合。
所述的传动装置结构为,在第一腔室内设有第一螺杆和第二螺杆,第二腔室内设有第三螺杆和第四螺杆;在主轴上同轴设置主轴齿轮,主轴齿轮圆周同时啮合两个换向齿轮Ⅰ,在换向齿轮Ⅰ上同轴设置换向齿轮Ⅱ,第一螺杆和第三螺杆上分别设有螺杆端齿轮Ⅰ,并与换向齿轮Ⅱ啮合;第二螺杆和第四螺杆的端部分别设有螺杆端齿轮Ⅲ,螺杆端齿轮Ⅲ与主轴齿轮啮合;在第一腔室的第二螺杆上设有螺杆端齿轮Ⅱ,并在该腔室内设有与第二螺杆平行的过渡轴,过渡轴一端设有过渡齿轮Ⅱ,过渡齿轮Ⅱ通过过渡齿轮Ⅰ与螺杆端齿轮Ⅱ啮合,过渡轴另一端设有锥齿轮,在星轮轴的端部设有星轮端齿轮,星轮端齿轮与锥齿轮啮合。
所述的星轮上设有3~n个叶片,每个叶片上独立安装圆台形齿片,圆台形齿片与螺杆的螺旋槽间隙配合。
所述的圆台形齿片的上平面为圆形,且上平面与螺杆的中心轴线位于同一平面内。
所述的腔室分别在壳体外表面设有进气口和排气口,每一级腔室的排气口与下一级的进气口相连接,实现气路的串联。
所述的螺杆为圆柱形螺旋槽转子或圆台弧形螺旋槽转子,且螺旋槽的数量为2~n个。
本申请的多级大流量压缩机,工作时由电机或汽轮机通过联轴器与主轴连接,再通过传动装置的传动及变向分别让螺杆与星轮独立运转,螺杆与星轮相互啮合并保持一定的间隙,各自独立运转,不接触,没有摩擦,在多个腔室中应有的螺杆的体积很小,加工容易,且空气在密封的腔室内进行多级压缩后容积流量大,从而实现了大流量压缩机的制造。
具体的公开二级压缩机的具体连接结构,采用两个星轮采用同轴连接一根星轮轴结构,使星轮轴加工便捷,占据空间更小。且具体公开了传动装置,通过齿轮、过渡轴和锥齿轮结构,实现了星轮和螺杆的独立旋转,不接触、无摩擦。
进一步的在每个腔室内设置两个螺杆与星轮配合,提高了压缩效率。
在星轮的每个叶片上独立安装圆台形齿片,并与星轮的维修更换,降低维护成本。
将腔室的排气口和进气口通过外部管路连接,便于壳体的加工,同时也便于维护。
螺杆的外圆可以为圆柱或圆台结构,以保证螺杆的强度,螺旋槽数量可根据实际与星轮的配合而确定。
附图说明
图1为实施例一大流量压缩机二级压缩双星轮双螺杆组合的内部结构。
图2为实施例一大流量压缩机二级压缩的外形图。
图3为实施例二大流量压缩机二级压缩双星轮四螺杆组合的内部结构。
图4为实施例二大流量压缩机二级压缩双星轮四螺杆组合的内部结构主视图。
图5为实施例二大流量压缩机二级压缩的外形图。
图6为圆柱形螺旋槽转子结构示意图。
图7为圆台弧形螺旋槽转子结构示意图。
图8为星轮片与螺杆槽在中心啮合时的剖视图。
具体实施方式
实施例一
如图1和图2所示,一种双星轮双螺杆组合的二级大流量压缩机,在壳体2内设有两个独立密封的腔室,第一腔室设有第一进气口1-1和第一排气口1-2,第二腔室设有第二进气口2-1和第二排气口2-2,第一腔室的排气口1-2与第二腔室的进气口2-1采用外部管路连接,实现整体管路的串联连接,而且每一级的排气是经过冷却后进入下一级;在每个腔室内分别设有一个星轮3和一根螺杆5,且两个腔室的星轮3共同与一根星轮轴6同轴连接,星轮轴6的轴线与螺杆5的轴线垂直,本实施例中第一腔室和第二腔室的螺杆5为圆台弧形螺旋槽转子结构,螺杆的外形图如图7所示,螺旋槽的数量为2~n个,同理,也可采用如图6所述的圆柱形螺旋槽转子结构;在壳体2上设有主轴1,主轴1通过传动装置带动各腔室的螺杆5和星轮3按固定速比独立同步旋转,星轮3上设有3~n个叶片,每个叶片上独立安装圆台形齿片4,圆台形齿片4与螺杆5的螺旋槽间隙配合,且圆台形齿片4的上平面为圆形,且上平面与螺杆5的中心轴线位于同一平面内,如图8所示;在每个腔室的壳体2上分别设有注液孔7,注液孔7喷射的液体对星轮3与螺杆5的配合处密封及冷却,实现对应腔室的吸气、压缩和排气过程。
实施例一的传动装置结构为,在主轴1上同轴设置主轴齿轮11,主轴齿轮11圆周同时啮合两个螺杆端齿轮Ⅰ12,每个螺杆端齿轮Ⅰ12与对应腔室的螺杆5的一端同轴连接,完成螺杆5的旋转;在其中一个腔室的螺杆5另一端同轴设置螺杆端齿轮Ⅱ13,并在该腔室内设有与螺杆5平行的过渡轴15,过渡轴15一端设有过渡齿轮Ⅱ16,过渡齿轮Ⅱ16通过过渡齿轮Ⅰ14与螺杆端齿轮Ⅱ13啮合,过渡轴15另一端设有锥齿轮17,在星轮轴6的端部设有星轮端齿轮18,星轮端齿轮18与锥齿轮17啮合。
实施例二
如图3至图5所示,一种双星轮四螺杆组合的二级大流量压缩机,其结构在实施例一结构的基础上,在每个腔室内增加一根螺杆,且每个腔室内的两个螺杆共同与对应位置的星轮配合,从而提高压缩机的压缩量。
本实施例二的传动装置结构为,在第一腔室内设有第一螺杆5-1和第二螺杆5-2,第二腔室内设有第三螺杆5-3和第四螺杆5-4;在主轴1上同轴设置主轴齿轮11,主轴齿轮11圆周同时啮合两个换向齿轮Ⅰ19,在换向齿轮Ⅰ19上同轴设置换向齿轮Ⅱ20,两个腔室内的第一螺杆5-1和第三螺杆5-3上分别设有螺杆端齿轮Ⅰ12,并与换向齿轮Ⅱ20啮合;两个腔室内的第二螺杆5-2和第四螺杆5-4的端部分别设有螺杆端齿轮Ⅲ21,螺杆端齿轮Ⅲ21与主轴齿轮11啮合;在第一腔室的第二螺杆5-2上设有螺杆端齿轮Ⅱ13,并在该腔室内设有与螺杆5平行的过渡轴15,过渡轴15一端设有过渡齿轮Ⅱ16,过渡齿轮Ⅱ16通过过渡齿轮Ⅰ14与螺杆端齿轮Ⅱ13啮合,过渡轴15另一端设有锥齿轮17,在星轮轴6的端部设有星轮端齿轮18,星轮端齿轮18与锥齿轮17啮合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,当压缩机为三级甚至是多级压缩时与此同理,在本发明中,工作时由电机或汽轮机通过联轴器与主轴1连接,再通过齿轮的传动及变向分别让螺杆与星轮独立运转,螺杆与星轮相互啮合并保持一定的间隙,各自独立运转,不接触,没有摩擦。其传动结构对于本领域技术人员来说,可以进行无限的等效替换结构,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
综上所述,本发明的多级大流量压缩机具有如下效果:
1、容积效率高,效率高达90%以上,节能效果十分显著,节约大量的电能,效率稳定,不随进气和用气情况出现明显波动;
2、使用寿命长,通过高精密齿轮传动,圆台形齿片和螺旋槽不接触并有喷液,整个压缩机运行平稳,振动小,寿命长;
3、单级压比高,单级压比可达1.6MPA,同等压力下的离心式压缩机需要3级及以上压缩才能完成;
4、转速低,螺杆最高转速为3000r/min,而离心式压缩机的叶轮转速高达几万转;
5、体积小,由于独特的主机结构使得其整个压缩机结构简单、体积非常小,占用空间小;
6、容积流量范围广,由于该压缩机为容积回转式结构,所以其可以实现流量0~100%无级调节,而离心式压缩机的流量只能在70~100%范围内调节。
Claims (9)
1.一种多级大流量压缩机,其特征在于:在壳体(2)内设有N个独立密封的腔室,每一级腔室的排气口与下一级的进气口相连接,而且每一级的排气是经过冷却后进入下一级;在每个腔室内设有至少一根星轮轴(6)和至少一根螺杆(5),星轮轴(6)的轴线与螺杆(5)的轴线垂直;在星轮轴(6)上设有星轮(3);在壳体(2)上设有主轴(1),主轴(1)通过传动装置带动各腔室的螺杆(5)和星轮(3)按固定速比独立同步旋转,且星轮(3)与螺杆(5)的螺旋槽间隙配合;在每个腔室的壳体(2)上分别设有注液孔(7),注液孔(7)喷射的液体对星轮(3)与螺杆(5)的配合处密封及冷却,实现对应腔室的吸气、压缩和排气过程。
2.如权利要求1所述的多级大流量压缩机,其特征在于:压缩机为二级压缩,壳体(2)内设有两个腔室,一根星轮轴(6)贯穿两个腔室,星轮轴(6)上同轴连接两个星轮(3),且分别位于两个不同的腔室;每个腔室内设有一根与星轮轴(6)垂直的螺杆(5)。
3.如权利要求2所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的传动装置结构为,在主轴(1)上同轴设置主轴齿轮(11),主轴齿轮(11)圆周同时啮合两个螺杆端齿轮Ⅰ(12),每个螺杆端齿轮Ⅰ(12)与对应腔室的螺杆(5)的一端同轴连接,完成螺杆(5)的旋转;在其中一个腔室的螺杆(5)另一端同轴设置螺杆端齿轮Ⅱ(13),并在该腔室内设有与螺杆(5)平行的过渡轴(15),过渡轴(15)一端设有过渡齿轮Ⅱ(16),过渡齿轮Ⅱ(16)通过过渡齿轮Ⅰ(14)与螺杆端齿轮Ⅱ(13)啮合,过渡轴(15)另一端设有锥齿轮(17),在星轮轴(6)的端部设有星轮端齿轮(18),星轮端齿轮(18)与锥齿轮(17)啮合。
4.如权利要求1所述的多级大流量压缩机,其特征在于:压缩机为二级压缩,壳体(2)内设有两个腔室,一根星轮轴(6)贯穿两个腔室,星轮轴(6)上同轴连接两个星轮(3),且分别位于两个不同的腔室;每个腔室内设有二根与星轮轴(6)垂直的螺杆(5),每个腔室内的星轮(3)同时与两个螺杆的螺旋槽间隙配合。
5.如权利要求4所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的传动装置结构为,在第一腔室内设有第一螺杆(5-1)和第二螺杆(5-2),第二腔室内设有第三螺杆(5-3)和第四螺杆(5-4);在主轴(1)上同轴设置主轴齿轮(11),主轴齿轮(11)圆周同时啮合两个换向齿轮Ⅰ(19),在换向齿轮Ⅰ(19)上同轴设置换向齿轮Ⅱ(20),第一螺杆(5-1)和第三螺杆(5-3)上分别设有螺杆端齿轮Ⅰ(12),并与换向齿轮Ⅱ(20)啮合;第二螺杆(5-2)和第四螺杆(5-4)的端部分别设有螺杆端齿轮Ⅲ(21),螺杆端齿轮Ⅲ(21)与主轴齿轮(11)啮合;在第一腔室的第二螺杆(5-2)上设有螺杆端齿轮Ⅱ(13),并在该腔室内设有与第二螺杆(5-2)平行的过渡轴(15),过渡轴(15)一端设有过渡齿轮Ⅱ(16),过渡齿轮Ⅱ(16)通过过渡齿轮Ⅰ(14)与螺杆端齿轮Ⅱ(13)啮合,过渡轴(15)另一端设有锥齿轮(17),在星轮轴(6)的端部设有星轮端齿轮(18),星轮端齿轮(18)与锥齿轮(17)啮合。
6.如权利要求1至5任一所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的星轮(3)上设有3~n个叶片,每个叶片上独立安装圆台形齿片(4),圆台形齿片(4)与螺杆(5)的螺旋槽间隙配合。
7.如权利要求6所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的圆台形齿片(4)的上平面为圆形,且上平面与螺杆(5)的中心轴线位于同一平面内。
8.如权利要求1所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的腔室分别在壳体外表面设有进气口和排气口,每一级腔室的排气口与下一级的进气口相连接,实现气路的串联。
9.如权利要求1所述的多级大流量压缩机,其特征在于:所述的螺杆(5)为圆柱形螺旋槽转子或圆台弧形螺旋槽转子,且螺旋槽的数量为2~n个。
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CN202110414654.9A CN112943608A (zh) | 2021-04-17 | 2021-04-17 | 一种多级大流量压缩机 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115045833A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-13 | 好米动力设备有限公司 | 一种双螺杆三星轮压缩机 |
CN118462581A (zh) * | 2024-05-23 | 2024-08-09 | 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 | 无油螺杆压缩机 |
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- 2021-04-17 CN CN202110414654.9A patent/CN112943608A/zh active Pending
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