CN115751772B - 螺杆两级压缩空气源热泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气源热泵技术领域，尤其是螺杆两级压缩空气源热泵，针对现有技术存在的问题，现提出以下方案，包括两级压缩机和冷凝器，两级压缩机和冷凝器分别连接有蒸发器和膨胀阀，所述两级压缩机包括一级压缩壳体，一级压缩壳体的一侧固定连接有二级压缩壳体，一级压缩壳体和二级压缩壳体之间设置有中间腔，中间腔的侧面内壁顶部设置有与一级压缩壳体相通的上导气槽，中间腔的侧面内壁底部设置有与二级压缩壳体相通的下导气槽，二级压缩壳体的一侧顶部设置有出气口。本发明在中间降温机构中进行热交换的冷却水会先通过导热管，进而通过套块对密封轴承进行降温，防止密封轴承长时间工作后因温度过高而寿命降低。

Description

螺杆两级压缩空气源热泵

技术领域

本发明涉及空气源热泵技术领域，尤其涉及螺杆两级压缩空气源热泵。

背景技术

空气源热泵是一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，它可以把不能直接利用的低位热能转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能的目的，空气源热泵通常由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成，气体在蒸发器中与外界空气进行热交换，而后进入到压缩机中进行压缩进行高温高压气体再进入到冷凝器中，在冷凝器中与冷凝器中的水进行热交换后再由膨胀阀膨胀成低压低温气体后再进入到蒸发器中循环。

现有的空气源热泵在进行气体压缩形成高温高压气体中，在采用双螺杆压缩空气时，通常螺杆两端是通过密封轴承连接在压缩机的壳体上，由于双螺杆压缩空气时螺杆零部件并不会产生损耗，因此压缩机的使用寿命取决于螺杆两端的密封轴承的使用寿命，然而由于压缩机中通过的通常是高温高压气体，则会导致密封轴承的工作温度过高，在长时间使用后，容易导致密封轴承寿命降低，进而降低了压缩机的寿命。

发明内容

基于现有技术存在的技术问题，本发明提出了螺杆两级压缩空气源热泵。

本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵，包括两级压缩机和冷凝器，两级压缩机和冷凝器分别连接有蒸发器和膨胀阀，所述两级压缩机包括一级压缩壳体，一级压缩壳体的一侧固定连接有二级压缩壳体，一级压缩壳体和二级压缩壳体之间设置有中间腔，中间腔的侧面内壁顶部设置有与一级压缩壳体相通的上导气槽，中间腔的侧面内壁底部设置有与二级压缩壳体相通的下导气槽，二级压缩壳体的一侧顶部设置有出气口，出气口通过导气管与冷凝器相连接，一级压缩壳体的一侧底部设置有进气口，一级压缩壳体的内部设置有两个一级螺杆轴，一级螺杆轴的侧面外壁设置有一级压缩螺旋叶，二级压缩壳体的内部设置有两个二级螺杆轴，二级螺杆轴的侧面外壁设置有二级压缩螺旋叶，中间腔的内部设置有中间换温机构。

优选地，所述一级压缩壳体的顶部和二级压缩壳体的顶部均通过螺钉连接有上端盖，且一级压缩壳体的底部和二级压缩壳体的底部均通过螺钉连接有下端盖，下端盖的底部外壁通过螺钉连接有传动壳，传动壳的底部外壁固定连接有用于驱动一级螺杆轴和二级螺杆轴转动的驱动电机。

优选地，所述下端盖的顶部外壁和上端盖的底部外壁均开有槽口，且槽口的侧面内壁固定连接有分别与一级螺杆轴和二级螺杆轴相对应的套块，一级螺杆轴和二级螺杆轴的端部均套接有密封轴承，密封轴承的外圈固定连接于套块的侧面内壁，套块的侧面固定连接有扣板。

优选地，所述套块的侧面外壁开有环形槽，且环形槽的内部绕卷有导热管，中间腔的底部固定连接有两个连接管，位于下端盖上的导热管的两端分别与两个连接管相连接，连接管的另一端固定连接有连接头。

优选地，所述连接头的侧面内壁滑动连接有挡圈，且挡圈一侧外壁与连接头的一侧内壁之间固定连接有挤压弹簧，挡圈的另一侧外壁为向内凹陷的锥面结构，挡圈的一侧设置有与挡圈相适配的堵块，堵块的一侧外壁固定连接有顶杆，顶杆通过支架连接于连接头的侧面内壁。

优选地，所述中间换温机构包括两个相互平行的第一导水管和第二导水管，第一导水管的底端和第二导水管的底端均固定连接有与挡圈相对应的压圈，压圈的端部固定连接有垫圈，上端盖的顶部外壁通过螺钉连接有连接盖，第一导水管和第二导水管的顶端均固定连接于连接盖的底部外壁，连接盖的顶部外壁固定连接有分别与第一导水管和第二导水管相通的出水导管和进水导管，进水导管的另一端与冷凝器相连接，出水管的另一端连接有抽水泵，抽水泵的进水端与冷凝器相连。

优选地，位于上端盖上的导热管的两端均连接有固定连接于上端盖顶部外壁的管接头，且出水导管的侧面外壁和进水导管的侧面外壁均连接有上连接管，两个上连接管的另一端分别与两个管接头相连接。

优选地，所述第一导水管的侧面外壁设置有隔热层，第二导水管的侧面外壁固定连接有均匀分布的环形鳍片，环形鳍片为伞裙状结构，环形鳍片的凹面朝向上导气槽。

优选地，所述环形鳍片的直径由上导气槽向下导气槽方向逐渐增大。

本发明中的有益效果为：通过设置中间降温机构，在一级螺杆轴和二级螺杆轴端部的密封轴承外侧设置套块，并在套块上设置导热管，导热管连通中间降温机构，在中间降温机构中进行热交换的冷却水会先通过导热管，进而通过套块对密封轴承进行降温，防止密封轴承长时间工作后因温度过高而寿命降低。

附图说明

图1为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的整体结构示意图；

图2为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的两级压缩机剖视结构示意图；

图3为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的下端盖结构示意图；

图4为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的套块结构示意图；

图5为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的连接头内部结构示意图；

图6为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的第一导水管结构示意图；

图7为本发明提出的螺杆两级压缩空气源热泵的第二导水管结构示意图。

图中：1冷凝器、2进气口、3驱动电机、4一级压缩壳体、5二级压缩壳体、6上端盖、7连接盖、8出水导管、9导气管、10进水导管、11抽水泵、12第二导水管、13一级压缩螺旋叶、14连接头、15中间腔、16下导气槽、17环形鳍片、18二级压缩螺旋叶、19第一导水管、20下端盖、21传动壳、22一级螺杆轴、23扣板、24连接管、25二级螺杆轴、26密封轴承、27套块、28导热管、29环形槽、30挤压弹簧、31挡圈、32垫圈、33压圈、34堵块、35顶杆、36隔热层、37上连接管。

具体实施方式

实施例1

参照图1，螺杆两级压缩空气源热泵，包括两级压缩机和冷凝器1，两级压缩机和冷凝器1分别连接有蒸发器和膨胀阀，本发明中仅对空气源热泵中的两级压缩机和冷凝器1进行改进，蒸发器和膨胀阀均为现有技术中的结构，两级压缩机包括一级压缩壳体4，一级压缩壳体4的一侧固定连接有二级压缩壳体5，一级压缩壳体4和二级压缩壳体5之间设置有中间腔15，中间腔15的侧面内壁顶部设置有与一级压缩壳体4相通的上导气槽，中间腔15的侧面内壁底部设置有与二级压缩壳体5相通的下导气槽16，二级压缩壳体5的一侧顶部设置有出气口，出气口通过导气管9与冷凝器1相连接，一级压缩壳体4的一侧底部设置有进气口2，一级压缩壳体4的内部设置有两个一级螺杆轴22，一级螺杆轴22的侧面外壁设置有一级压缩螺旋叶13，二级压缩壳体5的内部设置有两个二级螺杆轴25，二级螺杆轴25的侧面外壁设置有二级压缩螺旋叶18，中间腔15的内部设置有中间换温机构，蒸发器换热后的低压低温气体由进气口2进入到一级压缩壳体4中，通过一级压缩螺旋叶13对气体进行一级压缩形成相对的高温高压气体并进入到中间腔15中，在中间腔15中通过中间换温机构降温后形成低温高压气体，而后低温高压气体在进入到二级压缩壳体5中，通过二级压缩螺旋叶18进行二级压缩形成高温高压气体，而后进入通过导气管9进入到冷凝器1中进行热交换。

本发明中，参照图2和图3，一级压缩壳体4的顶部和二级压缩壳体5的顶部均通过螺钉连接有上端盖6，且一级压缩壳体4的底部和二级压缩壳体5的底部均通过螺钉连接有下端盖20，下端盖20的底部外壁通过螺钉连接有传动壳21，传动壳21的底部外壁固定连接有用于驱动一级螺杆轴22和二级螺杆轴25转动的驱动电机3，通过驱动电机3驱动一级螺杆轴22和二级螺杆轴25转动。

其中，参照图3和图4，下端盖20的顶部外壁和上端盖6的底部外壁均开有槽口，且槽口的侧面内壁固定连接有分别与一级螺杆轴22和二级螺杆轴25相对应的套块27，一级螺杆轴22和二级螺杆轴25的端部均套接有密封轴承26，密封轴承26的外圈固定连接于套块27的侧面内壁，套块27的侧面固定连接有扣板23，套块27的侧面外壁开有环形槽29，且环形槽29的内部绕卷有导热管28，中间腔15的底部固定连接有两个连接管24，位于下端盖20上的导热管28的两端分别与两个连接管24相连接，连接管24的另一端固定连接有连接头14。

其中，参照图5，连接头14的侧面内壁滑动连接有挡圈31，且挡圈31一侧外壁与连接头14的一侧内壁之间固定连接有挤压弹簧30，挡圈31的另一侧外壁为向内凹陷的锥面结构，挡圈31的一侧设置有与挡圈31相适配的堵块34，堵块34的一侧外壁固定连接有顶杆35，顶杆35通过支架连接于连接头14的侧面内壁。

其中，参照图1，中间换温机构包括两个相互平行的第一导水管19和第二导水管12，第一导水管19的底端和第二导水管12的底端均固定连接有与挡圈31相对应的压圈33，压圈33的端部固定连接有垫圈32，上端盖6的顶部外壁通过螺钉连接有连接盖7，第一导水管19和第二导水管12的顶端均固定连接于连接盖7的底部外壁，连接盖7的顶部外壁固定连接有分别与第一导水管19和第二导水管12相通的出水导管8和进水导管10，进水导管10的另一端与冷凝器1相连接，出水管8的另一端连接有抽水泵11，抽水泵11的进水端与冷凝器1相连，位于上端盖6上的导热管28的两端均连接有固定连接于上端盖6顶部外壁的管接头，且出水导管8的侧面外壁和进水导管10的侧面外壁均连接有上连接管37，两个上连接管37的另一端分别与两个管接头相连接，参照图6，第一导水管19的侧面外壁设置有隔热层36，第二导水管12的侧面外壁固定连接有均匀分布的环形鳍片17；

抽水泵11将冷凝器1中的低温水抽出并通过出水导管8进入到第一导水管19中，由于第一导水管19的外壁设置了隔热层36，中间腔15中的高温高压气体并不会与第一导水管19中的水进行热交换，而后第一导水管19中的水会进入到下端盖20中的导热管28中，并通过导热管28对下端盖20中的套块27进行降温，防止密封轴承26在工作中温度过高而降低了使用寿命，而后导热管28中的水进入到第二导水管12中，在第二导水管12中通过环形鳍片17与中间腔15中的高温高压气体进行热交换，进而降低中间腔15中的气体温度，而后水回流到冷凝器1中，在水通过出水导管8进入到第一导水管19中的同时，部分水会通过上连接管37进入到上端盖6中的导热管28中，并对上端盖6中的密封轴承26进行降温。

实施例2

参照图1-6，螺杆两级压缩空气源热泵，包括两级压缩机和冷凝器，两级压缩机和冷凝器分别连接有蒸发器和膨胀阀，两级压缩机包括一级压缩壳体4，一级压缩壳体4的一侧固定连接有二级压缩壳体5，一级压缩壳体4和二级压缩壳体5之间设置有中间腔15，中间腔15的侧面内壁顶部设置有与一级压缩壳体4相通的上导气槽，中间腔15的侧面内壁底部设置有与二级压缩壳体5相通的下导气槽16，二级压缩壳体5的一侧顶部设置有出气口，出气口通过导气管9与冷凝器1相连接，一级压缩壳体4的一侧底部设置有进气口2，一级压缩壳体4的内部设置有两个一级螺杆轴22，一级螺杆轴22的侧面外壁设置有一级压缩螺旋叶13，二级压缩壳体5的内部设置有两个二级螺杆轴25，二级螺杆轴25的侧面外壁设置有二级压缩螺旋叶18，中间腔15的内部设置有中间换温机构，一级压缩壳体4的顶部和二级压缩壳体5的顶部均通过螺钉连接有上端盖6，且一级压缩壳体4的底部和二级压缩壳体5的底部均通过螺钉连接有下端盖20，下端盖20的底部外壁通过螺钉连接有传动壳21，传动壳21的底部外壁固定连接有用于驱动一级螺杆轴22和二级螺杆轴25转动的驱动电机3，下端盖20的顶部外壁和上端盖6的底部外壁均开有槽口，且槽口的侧面内壁固定连接有分别与一级螺杆轴22和二级螺杆轴25相对应的套块27，一级螺杆轴22和二级螺杆轴25的端部均套接有密封轴承26，密封轴承26的外圈固定连接于套块27的侧面内壁，套块27的侧面固定连接有扣板23，套块27的侧面外壁开有环形槽29，且环形槽29的内部绕卷有导热管28，中间腔15的底部固定连接有两个连接管24，位于下端盖20上的导热管28的两端分别与两个连接管24相连接，连接管24的另一端固定连接有连接头14，连接头14的侧面内壁滑动连接有挡圈31，且挡圈31一侧外壁与连接头14的一侧内壁之间固定连接有挤压弹簧30，挡圈31的另一侧外壁为向内凹陷的锥面结构，挡圈31的一侧设置有与挡圈31相适配的堵块34，堵块34的一侧外壁固定连接有顶杆35，顶杆35通过支架连接于连接头14的侧面内壁，中间换温机构包括两个相互平行的第一导水管19和第二导水管12，第一导水管19的底端和第二导水管12的底端均固定连接有与挡圈31相对应的压圈33，压圈33的端部固定连接有垫圈32，上端盖6的顶部外壁通过螺钉连接有连接盖7，第一导水管19和第二导水管12的顶端均固定连接于连接盖7的底部外壁，连接盖7的顶部外壁固定连接有分别与第一导水管19和第二导水管12相通的出水导管8和进水导管10，进水导管10的另一端与冷凝器1相连接，出水管8的另一端连接有抽水泵11，抽水泵11的进水端与冷凝器1相连，位于上端盖6上的导热管28的两端均连接有固定连接于上端盖6顶部外壁的管接头，且出水导管8的侧面外壁和进水导管10的侧面外壁均连接有上连接管37，两个上连接管37的另一端分别与两个管接头相连接，第一导水管19的侧面外壁设置有隔热层36，第二导水管12的侧面外壁固定连接有均匀分布的环形鳍片17。

其中，参照图7，环形鳍片17为伞裙状结构，环形鳍片17的凹面朝向上导气槽16，环形鳍片17的直径由上导气槽向下导气槽16方向逐渐增大。

本发明使用时：相较于实施例1，当高温高压气体在中间腔中流通时，半径逐渐增大的伞裙状的环形鳍片17会使得流通的气体在环形鳍片17的根部进行涡流，进而能提高气体与第二导水管12的接触时间，提高了高温气体在中间腔15中的降温效果。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.螺杆两级压缩空气源热泵，包括两级压缩机和冷凝器（1），两级压缩机和冷凝器（1）分别连接有蒸发器和膨胀阀，其特征在于，所述两级压缩机包括一级压缩壳体（4），一级压缩壳体（4）的一侧固定连接有二级压缩壳体（5），一级压缩壳体（4）和二级压缩壳体（5）之间设置有中间腔（15），中间腔（15）的侧面内壁顶部设置有与一级压缩壳体（4）相通的上导气槽，中间腔（15）的侧面内壁底部设置有与二级压缩壳体（5）相通的下导气槽（16），二级压缩壳体（5）的一侧顶部设置有出气口，出气口通过导气管（9）与冷凝器（1）相连接，一级压缩壳体（4）的一侧底部设置有进气口（2），一级压缩壳体（4）的内部设置有两个一级螺杆轴（22），一级螺杆轴（22）的侧面外壁设置有一级压缩螺旋叶（13），二级压缩壳体（5）的内部设置有两个二级螺杆轴（25），二级螺杆轴（25）的侧面外壁设置有二级压缩螺旋叶（18），中间腔（15）的内部设置有中间换温机构；

所述一级压缩壳体（4）的顶部和二级压缩壳体（5）的顶部均通过螺钉连接有上端盖（6），且一级压缩壳体（4）的底部和二级压缩壳体（5）的底部均通过螺钉连接有下端盖（20），下端盖（20）的底部外壁通过螺钉连接有传动壳（21），传动壳（21）的底部外壁固定连接有用于驱动一级螺杆轴（22）和二级螺杆轴（25）转动的驱动电机（3）；

所述下端盖（20）的顶部外壁和上端盖（6）的底部外壁均开有槽口，且槽口的侧面内壁固定连接有分别与一级螺杆轴（22）和二级螺杆轴（25）相对应的套块（27），一级螺杆轴（22）和二级螺杆轴（25）的端部均套接有密封轴承（26），密封轴承（26）的外圈固定连接于套块（27）的侧面内壁，套块（27）的侧面固定连接有扣板（23）；

所述套块（27）的侧面外壁开有环形槽（29），且环形槽（29）的内部绕卷有导热管（28），中间腔（15）的底部固定连接有两个连接管（24），位于下端盖（20）上的导热管（28）的两端分别与两个连接管（24）相连接，连接管（24）的另一端固定连接有连接头（14）；

所述连接头（14）的侧面内壁滑动连接有挡圈（31），且挡圈（31）一侧外壁与连接头（14）的一侧内壁之间固定连接有挤压弹簧（30），挡圈（31）的另一侧外壁为向内凹陷的锥面结构，挡圈（31）的一侧设置有与挡圈（31）相适配的堵块（34），堵块（34）的一侧外壁固定连接有顶杆（35），顶杆（35）通过支架连接于连接头（14）的侧面内壁。

2.根据权利要求1所述的螺杆两级压缩空气源热泵，其特征在于，所述中间换温机构包括两个相互平行的第一导水管（19）和第二导水管（12），第一导水管（19）的底端和第二导水管（12）的底端均固定连接有与挡圈（31）相对应的压圈（33），压圈（33）的端部固定连接有垫圈（32），上端盖（6）的顶部外壁通过螺钉连接有连接盖（7），第一导水管（19）和第二导水管（12）的顶端均固定连接于连接盖（7）的底部外壁，连接盖（7）的顶部外壁固定连接有分别与第一导水管（19）和第二导水管（12）相通的出水导管（8）和进水导管（10），进水导管（10）的另一端与冷凝器（1）相连接，出水管（8）的另一端连接有抽水泵（11），抽水泵（11）的进水端与冷凝器（1）相连。

3.根据权利要求2所述的螺杆两级压缩空气源热泵，其特征在于，位于上端盖（6）上的导热管（28）的两端均连接有固定连接于上端盖（6）顶部外壁的管接头，且出水导管（8）的侧面外壁和进水导管（10）的侧面外壁均连接有上连接管（37），两个上连接管（37）的另一端分别与两个管接头相连接。

4.根据权利要求2所述的螺杆两级压缩空气源热泵，其特征在于，所述第一导水管（19）的侧面外壁设置有隔热层（36），第二导水管（12）的侧面外壁固定连接有均匀分布的环形鳍片（17），环形鳍片（17）为伞裙状结构，环形鳍片（17）的凹面朝向上导气槽（16）。

5.根据权利要求4所述的螺杆两级压缩空气源热泵，其特征在于，所述环形鳍片（17）的直径由上导气槽向下导气槽（16）方向逐渐增大。