CN114763792A - 一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的方法及装置 - Google Patents

一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的方法及装置，其特征是：首先，利用一根动力轴同时驱动两台滚动转子或同步回转压缩机的转子；其次，使两台滚动转子或同步回转压缩机的进气腔和排气腔产生具有互补作用的相位差，从而使两台滚动转子或同步回转压缩机的输出参数之和始终恒定在设计范围之内，以降低传统单台滚动转子或同步回转压缩机输出排量周期性波动的幅度。本发明从根本上解决了现有单台回转式同步压缩机存在的输出排量脉动的问题，实现了整台机组的小、无脉动输出，不仅降低了能耗，而且降低了整机噪音，进一步扩大了此类压缩机的应用范围。

Description

一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的方 法及装置
技术领域
本发明涉及一种压缩机技术，尤其是一种瞬时输出排量无脉动的滚动转子或同步回转式压缩机技术，具体地说是一种降低滚转子或同步回转压缩机瞬时输出参数（如瞬时输出排量）脉动幅度的的方法及装置。
背景技术
众所周知，滚动转子或同步回转压缩机是一种输出压力大，对介质工况要求不高的动力设备，因此被广泛应用于各类工况条件，尤其是恶劣工况条件作为介质压缩的首选产品，尤其是在油气井中得到广泛应用，
但由于滚动转子或同步回转式压缩机是采用偏心原理对介质进行压缩的，因此，转子带动缸体同步转动一圈的过程中，输出压力或排量从0增大到最大，也就是说，瞬时输出排量是周期性变化的。而这不仅会造成设备的振动，而且会造成需要很大的冗余设计，造成不必要的能源浪费，对此，目前尚无好的解决方法 。
发明内容
本发明的目的是针对现有的滚动转子或同步回转式压缩机瞬时输出排呈脉动式变化而影响输出效果及工作效率的问题，发明一种降低滚动转子或同步回转压缩机瞬时输出排量脉动幅度的方法及装置。
本发明的技术方案之一是：
一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数（排量）脉动幅度的方法，其特征是：首先，利用一根动力轴同时驱动两台滚动转子或同步回转压缩机的转子；其次，使两台滚动转子或同步回转压缩机的进气腔和/或排气腔产生具有互补作用的相位差，从而使两台滚动转子或同步回转压缩机的输出参数之和始终恒定在设计范围之内，以降低甚至消除传统单台滚动转子或同步回转压缩机输出参数的周期性波动的幅度。
（1）对于不带气阀的同步回转压缩机而言，所述的输出参数为瞬时输出排量之和；
（2）对于带气阀的滚动转子或同步回转压缩机而言，所述的输出参数为输出压力之和。
所述的两台同步回转压缩机利用一根动力轴同时驱动两个转子；两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差布置，从而使两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设计范围之内，以降低传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。
所述的两台同步回转压缩机的容积相同，两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板180度相位差布置，从而使两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设计范围之内，以消除传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。
所述的两台同步回转压缩机的排量不相同，两台排量不相同的同步回转压缩机利用一根动力轴同时驱动两个转子；两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差布置，两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设定的范围之内，降低了传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。
所述的动力轴通过皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆装置与动力源相连。
所述的动力轴为动力轴为整体式结构或分体式结构，一个动力源带动一根或一根以上的动力轴。
所述的两台同步回转压缩机由同一根动力轴驱动，其中一台同步回转压缩机的排气口作为另一为同步回转压缩机的进气口以实现二级增压；
本发明的技术方案之二是：
一种降低滚动转子或同步回转压缩机瞬时输出排量脉动幅度的的装置，其特征是：它由两台相匹配的滚动转子或同步回转压缩机1和动力轴2组成，两台滚动转子或同步回转压缩机1分别对置安装在动力轴2的两端，两台滚动转子或同步回转压缩机的进气腔和/或排气腔产生具有互补作用的相位差，从而使两台滚动转子或同步回转压缩机的输出参数之和始终恒定在设计范围之内。
（1）对于不带气阀的同步回转压缩机而言，所述的输出参数为瞬时输出排量之和；
（2）对于带气阀的滚动转子或同步回转压缩机而言，所述的输出参数为输出压力之和。
所述的装置由两台相匹配的同步回转压缩机1和动力轴2组成，两台滚动转子或同步回转压缩机1分别对置安装在动力轴2的两端，同步回转压缩机1的偏心转子3与动力轴2对应的一端相连，动力轴2动力源直接或间接驱动，所述的两台同步回转压缩机1带动缸体回转的滑板4呈设定的角度面罩，优选180度布置。
两台同步回转压缩机1的容积相同或不相同；一台同步回转压缩机1的排气口与另一台同步回转压缩机的进气口相连通形成二级增压同步回转压缩机；所述的动力轴2通过皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆装置与动力源相连。
本发明的有益效果：
1.本发明从根本上解决了现有单台滚动转子或回转式同步压缩机存在的瞬时输出排量脉动的问题，实现了整台机组的小、无脉动输出，不仅降低了能耗，而且降低了整机噪音，进一步扩大了此类压缩机的应用范围。
2.本发明突破了传统思维的约束，创造性地将相位差互补的原理应用到传统机电设备中，解决了设备的输出稳定性，可降低输入功率的冗余量，降低安全性和可靠性投入，降低设备投入和运行成本。
3.本发明结构简单，易于实现，安装调试方便。
4.本发明虽然增加了设备投入，但从根本上消除了无用功运行，使整个装置均工作于有用功状态，反而提高了能源利用率，降低了能耗。
5.本发明可使整个机组的功率大幅度下降。
6.本发明作为二级压缩的方式之一可降低整机的振动和噪音。
7.本发明可采用完全相同容积的同步回转压缩机对置组成，也可采用不同排量的同步回转压缩机实现灵活配置。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图2是本发明实施例的同步回转压缩机组的结构示意图。
图3是图2的正视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
本实施例以同步回转压缩机为例加以说明，对于带气阀的滚动转子压缩机也完全可以参照实现，所不同的是输出参数为压力，而本实施例的输出参数为瞬时输出排量，故不另作单独的说明。
如图2、3所示。
一种降低滚动转子或同步回转压缩机瞬时输出排量脉动幅度的的装置，它主要由两台相匹配的同步回转压缩机1和动力轴2组成一个机组，机组安装在一个安装平台上，每台同步回转压缩机1的介质输入与现有技术相同，它们的工作介质输出通过管道或机体通道输出，瞬时输出排量除启动时略有波动外，动力轴2运行一周后即可实现瞬时输出排量的无脉动变化，能保证总的输出排量始终维持在单台压缩机的最大瞬时输出排量，输出噪音大幅下降，整机的振动也通过两台压缩机滑板的相位差而大幅降低，如图2所示。，两台同步回转压缩机1分别对置安装在动力轴2的两端，动力轴2可通过皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆等动力输出装置与动力源（如电机、发电机等）相连。同步回转压缩机1的偏心转子3与动力轴2对应的一端相连，动力轴2动力轴由电机直接或间接驱动，所述的两台同步回转压缩机1带动缸体回转的滑板4呈180度布置，如图3所示。
具体实施时，两台同步回转压缩机1的容积可相同，也可不相同，二者的区别仅仅是输出排出脉动的大小，理想状态下，采用两台完全相同的同步回转式压缩机可实现瞬时输出排量的0脉动，振动也最小，设计时的功率也可降至最低，因此能耗更低。
如果两台同步回转压缩机的容积不同，则也能实现两台压缩机的瞬时输出排量之和稳定在一定范围之内，实现减少脉动，降低振动和能耗的目的。
作为本发明的另一个应用场景是，利用本发明的两台对置在同一动力轴两端的同步回转压缩机实现二级压缩，此时，只需将一台压缩机的排气口与另一台压缩机的进气口相连通，另一台压缩机的排气口作为输出端，实现二级压缩，此类设计同样可实现输出压力的提高的同时而整个机组的功率及振动均大幅下降的目的。
作为本发明的另一个应用场景，还可以将一组两台同步回转压缩机组作为一级机组，一级机组的排气口与同样由两台同步回转压缩机组成的二级机组的进气口相连通，二级机组的排气口与三级机组的进气口相连，以此类推，最后实现压力高、排量稳定的多节压缩输出，以降低脉动和能耗。多级机组可单独设置动力源驱或通过减速齿轮箱实现多级同步驱动。
实施例二。
本实施例也以同步回转压缩机为例加以说明，带气阀的滚动转子压缩机的原理与本实施例相同或相近似。
如图1所示。
一种降低同步回转压缩机瞬时输出排量脉动幅度的方法，首先，利用一根动力轴同时驱动两台同步回转压缩机的转子；其次，使两台同步回转压缩机的进气腔和排气腔产生具有互补作用的相位差，即两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差（如180度）布置，从而使两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设计范围之内，以降低传统单台滚动转子或同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的幅度。从图1中可以看出，动力轴两侧的同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终在最大值，由于滑板相位相差180度，因此当任一时刻，左侧排量最低时，右侧排出最大，左侧最大时，右侧最低，中间位置时，两侧排量之和等于任一侧同步回转压缩机的最大值。
具体实施时，两台同步回转压缩机的排量可相同，也可不相同，相同时两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板180度相位差布置，从而使两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设计范围之内，以消除传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。两台同步回转压缩机的排量不相同时，两台排量不相同的同步回转压缩机利用一根动力轴同时驱动两个转子；两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差布置（在0-180度之间），两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设定的范围之内，降低了传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。具体实施时动力轴可采用整体式结构或分体式结构，一个动力源可带动一根或一根以上的动力轴。
本发明的工作原理是：通过使两台同步回转式压缩机同步反方向（从中间向两边看）转动，利用产生周期性容积变化的滑板错位设置，实现正常运转时，一台压缩机工作于最大瞬时输出排量时，另一台工作于最小瞬时输出排量，两台压缩机同步运转，输出的排量之和始终不变，通过完美的工程设计实现少、无脉动输出。通过适当的增加设备投入，实现整机的高效率、低噪、抵振动、低功耗运行。此结构还可大大降低设计难度，提高设备的适应性和匹配度。
本发明未涉及部分如压缩机转子、缸体、滑板结构、材料等均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的方法，其特征是：首先，利用一根动力轴同时驱动两台滚动转子或同步回转压缩机的转子；其次，使两台滚动转子或同步回转压缩机的进气腔和/或排气腔产生具有互补作用的相位差，从而使两台滚动转子或同步回转压缩机的输出参数之和始终恒定在设计范围之内，以降低甚至消除传统单台滚动转子或同步回转压缩机输出参数的周期性波动的幅度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：
（1）对于不带气阀的同步回转压缩机而言，所述的输出参数为瞬时输出排量之和；
（2）对于带气阀的滚动转子或同步回转压缩机而言，所述的输出参数为输出压力之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的两台同步回转压缩机利用一根动力轴同时驱动两个转子；两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差（最佳为180度）布置，从而使两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设计范围之内，以降低传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题，进而降低整机的噪音和振动，降低功耗。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的两台同步回转压缩机的容积不相同，两台容积不相同的同步回转压缩机利用一根动力轴同时驱动两个转子；两台同步回转压缩机的带动缸体同步回转的滑板呈设定的相位差布置，两台同步回转压缩机的瞬时输出排量之和始终恒定在设定的范围之内，降低了传统单台同步回转压缩机瞬时输出排量周期性波动的问题。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的动力轴通过皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆装置与动力源相连。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是：所述的动力轴为动力轴为整体式结构或分体式结构，一个动力源带动一根或一根以上的动力轴。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述的两台同步回转压缩机由同一根动力轴驱动，其中一台同步回转压缩机的排气口作为另一为同步回转压缩机的进气口以实现二级增压。
8.一种降低滚动转子或同步回转压缩机输出参数脉动幅度的的装置，其特征是：它由两台相匹配的滚动转子或同步回转压缩机（1）和动力轴（2）组成，两台滚动转子或同步回转压缩机（1）分别对置安装在动力轴（2）的两端，使两台滚动转子或同步回转压缩机的进气腔和/或排气腔产生具有互补作用的相位差，从而使两台滚动转子或同步回转压缩机的输出参数之和始终恒定在设计范围之内。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征是：它由两台相匹配的同步回转压缩机（1）和动力轴（2）组成，两台滚动转子或同步回转压缩机（1）分别对置安装在动力轴（2）的两端，同步回转压缩机（1）的偏心转子（3）与动力轴（2）对应的一端相连，动力轴（2）动力源直接或间接驱动，所述的两台同步回转压缩机（1）带动缸体回转的滑板（4）呈设定的角度，优选180度布置。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征是：两台同步回转压缩机（1）的容积相同或不相同；一台同步回转压缩机（1）的排气口与另一台同步回转压缩机的进气口相连通形成二级增压同步回转压缩机组；所述的动力轴（2）通过皮带轮、齿轮箱、蜗轮蜗杆装置与动力源相连。
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