CN1332322A - 螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

一种集装单元式螺杆压缩机,包括低压级压缩机和高压级压缩机。来自电动马达的原动力通过增速器传递给两个压缩机。由低压级压缩机压缩、加热使温度升高的排出气体通过中间冷却器冷却。由高压级压缩机压缩、加热使温度升高的排出气体通过后冷却器冷却。中间冷却器的壳体、后冷却器的壳体与增速器壳体制成一体,由此减少了组件的数目。由中间冷却器和后冷却器形成的冷却器部分与增速器壳体隔开,因此,可防止压缩空气所产生的热量传递给增速器壳体。

Description

螺杆压缩机

本发明涉及一种螺杆压缩机，特别是具有两个压缩机即具有高压级压缩机和低压级压缩机的螺杆压缩机。

传统的一种集装单元式(package-type)螺杆压缩机如JP-A-6-101669所公开的技术。在该文献中所揭示的集装单元式螺杆压缩机，为了便于观察和维修运作，减少装配空间，包括使维修空间极小化，将增速齿轮和主马达安装在基座上。将中间冷却器、后冷却器、油冷却器和冷却液冷却器设置在垂直于马达轴线的方向上，以便空气冷却器的套件能够朝着相同的方向延伸。在隔音罩的前面板表面上安装有带维修显示器的操作面板，门面板采用双铰接结构。根据这种结构，每天可以以集中的方式通过前面板表面或与此相连的侧面板进行观察。

在上述传统的螺杆压缩机中，尽管每天可以很容易地对这种螺杆压缩机进行观察，但是，由于制造螺杆压缩机的各种装置必须设置成独立的单元，以便于维修，结果，就不可避免地要增加零部件的数目。特别是，由于中间冷却器和后冷却器设置成独立的单元，并且需要若干个管道，把形成高压级和形成低压级的压缩机连接到各个冷却器上，因而，自然会增加零部件的数目。

进一步，在上述公报所揭示的集装单元式螺杆压缩机中，在压缩机本体中受到压缩的空气，被导引到每一冷却器的冷却管中，冷却管的外侧由冷却水冷却。尽管压缩空气的冷却性能有所加强，但却增加了冷却器的尺寸。因此，需要集装单元式螺杆压缩机中每一冷却器都应当结构紧凑，而且冷却性能应保持在当前有效的水平上。

本发明就是鉴于上述传统螺杆压缩机所存在的问题而提出的。其一个目的是提供一种通过减少零部件数目提高组装性能的螺杆压缩机。

本发明的另一目的是提供一种通过减少零部件数目使结构紧凑且经济的螺杆压缩机。

本发明的再一目的是改进螺杆压缩机的维修性能。

本发明试图获得上述目的中的至少一个目的。

为了获得上述目的，本发明的一个特征是提供一种螺杆压缩机，该压缩机包括：电动马达，该电动马达具有安装在马达轴端的大齿轮；第一级压缩机和第二级压缩机，每一级压缩机包括一阳转子，该阳转子具有安装在其轴端的与大齿轮啮合的小齿轮；一个用于容纳大齿轮和小齿轮的增速器壳体；一用于冷却由第一级压缩机压缩的空气的中间冷却器；一用于冷却由第二级压缩机压缩的空气的后冷却器；中间冷却器的壳体、后冷却器的壳体和增速器壳体彼此制成一体。

优选地，整体壳体通过铸造或模制制成，中间冷却器和后冷却器具有冷却器套件，冷却水在冷却器套件的管中流动，而压缩空气在管外流动；整体壳体具有大致为L形的横截面，中间冷却器和后冷却器彼此邻接，还形成用于隔开两个冷却器和增速器壳体的一个空间；在整体壳体中形成用于把第一级和第二级压缩机与中间冷却器及后冷却器连接在一起的流道；冷却器套件可拆卸地安装在整体壳体上，冷却器套件可从基本垂直于马达的旋转轴线的方向上拆除。

优选地，在增速器壳体的下部形成油箱部分，该油箱部分用于容纳润滑小齿轮和大齿轮的润滑油；用于把收集在油箱部分中的润滑油供给小齿轮和大齿轮的油泵、以及用于冷却润滑油的油冷却器安装在增速器壳体上；还包括从增速器壳体的内部引导气体的吸入装置；油分离过滤器设置在增速器壳体与吸入装置之间；还设置有用于从增速器壳体的内部引导气体的喷射器；在螺杆压缩机的运转中，增速器壳体的内部保持在低于大气压的压力下。

为了获得上述目的，本发明的第二特征是提供一种螺杆压缩机，该压缩机包括：第一级压缩机；一用于冷却由第一级压缩机压缩的工作空气的中间冷却器；用于压缩由中间冷却器冷却的工作空气的第二级压缩机；一用于冷却由第二级压缩机压缩的工作空气的后冷却器；其中，电动马达的原动力通过增速齿轮传递给第一及第二级压缩机，还设置有连同第一级压缩机和第二级压缩机一起的整体壳体，该整体壳体包括所有工作空气流道，通过该工作空气流道吸进第一级压缩机的工作空气，从后冷却器流出。

优选地，整体壳体包括用于容纳增速齿轮的增速器壳体；整体壳体包括中间冷却器壳体和后冷却器壳体，中间冷却器和后冷却器具有冷却器套件，在该冷却器套件中，工作空气在冷却器套件的管外流动，而冷却水在管内流动；整体壳体包括用于把第一级压缩机与中间冷却器连接在一起的第一级排出通道、用于把中间冷却器和第二级压缩机连接在一起的第二级吸入通道、用于把第二级压缩机和后冷却器连接在一起的第二级排出通道；在整体壳体中形成用于把工作空气供给第一级压缩机的吸入口和把由后冷却器冷却的工作空气排到工作空气的用户的排出口；中间冷却器和后冷却器彼此邻接，冷却器与增速器壳体隔开。

为了获得上述目的，本发明的第三特征是提供一种螺杆压缩机，该压缩机包括包括：至少一级压缩机；一设置在第一级压缩机上游的容量控制阀；一设置在末级压缩机下游的单向阀；能够把由末级压缩机排出的空气从末级压缩机和单向阀之间的位置释放到环境大气中的排泄阀；一用于冷却由末级压缩机排出的空气的后冷却器；排泄阀的副侧与容量控制阀的主侧连接；还设置有连同第一级压缩机和第二级压缩机一起的整体壳体，该整体壳体包括所有工作空气流道，通过该工作空气流道吸进第一级压缩机的工作空气，从后冷却器流出。

优选地，排泄阀设置在后冷却器和单向阀之间；排泄阀和单向阀整体地插入容量控制阀中。

图面的简单说明

图1是本发明螺杆压缩机的主视图。

图2是压缩机的平面图。

图3是压缩机的侧视图。

图4和图5是用于说明图1所示螺杆压缩机工作过程的说明图。

图6～图10是表示适用于图1所示螺杆压缩机的增速器壳体的示意图，其中，图6是主视图，图7是沿图6中A-A截面剖开的截面视图，图8是沿图6中B-B截面剖开的截面图，图9是平面图，图10是沿图6中C-C截面剖开的截面视图。

图11～图14是用于表示图1所示螺杆压缩机的各个部分的细节的示意图，其中，图11是容量控制阀的纵截面视图，图12是空气冷却器的纵截面视图，图13是空气冷却器的三维结构的说明图，图14是用于表示增速器和马达的纵截面视图。

图15是螺杆压缩机的透视图。

下面，参照附图说明本发明的集装单元式螺杆压缩机一个实施例。图1至图3示出了本发明螺杆压缩机的外观，图4和图5是图1所示螺杆压缩机中的工作空气流的说明图。图15是取掉隔音罩之后的图1所示集装单元式螺杆压缩机透视图。

该实施例的螺杆压缩机1是两级压缩机，包括低压级(第一级)压缩机2和高压级(第二级)压缩机3，该螺杆压缩机1是所谓的干螺杆压缩机，当然，其螺杆转子的啮合部分不需要润滑。由该螺杆压缩机处理的气体是空气。该螺杆压缩机1的排出压力(第二级压缩机的排出压力)大约为0.7～1.0MPa(表压)，低压级的排出压力大约是0.2～0.35MPa。压缩空气主要供给电站和工厂，由电站和工厂消耗，在普通工业的这种电站中，主要用作空气源。

低压级压缩机2和高压级压缩机3，在其侧面所形成的压缩机安装法兰处用螺栓固定到增速器壳体5上。增速器壳体5的4个腿通过防震橡胶19固定到基座6上，在两个压缩机2、3中的每个压缩机中，在压缩机壳体内容纳有一对阳螺杆转子和阴螺杆转子。每个转子的旋转轴设置在与电动马达4的旋转轴相同水平或高度上，这些旋转轴水平地设置着。在马达4的轴端安装有大齿轮，在低压级压缩机2和高压级压缩机3的每个阳转子轴的一端分别安装有与该大齿轮啮合的小齿轮。两个压缩机2、3的阴转子分别与安装在两个压缩机2、3的阳转子轴的另一端上的同步齿轮相啮合，从而使两个压缩机2、3的每个压缩机的一对阳转子和阴转子以同步的方式旋转。因此，安装在马达4上的大齿轮以及安装在各级压缩机阳转子上的的小齿轮容纳在增速器壳体5中。增速器壳体5的较低的部分的横截面形状作成L形，用作油箱。

电动马达4设置在远离两个压缩机2、3并与两个压缩机2、3相对的增速器壳体5的侧面。在图1和图2中，在马达4的左侧设置有把冷却空气引入马达4中的马达吸入管70，在该马达吸入管70的左侧设置有用于启动集装单元式螺杆压缩机1的启动面板9。在启动面板9的前面设置有控制面板8，该控制面板8将在下文详述。如果需要，还可以把启动面板和控制面板设置成独立的控制。

两个压缩机2、3和马达4设置成以距离基座6有预定的高度或预定值。换句话说，在两个压缩机2、3和马达4的下方设置有可以安装其它部件的一个空间。在该实施例中，用于冷却压缩机2、3升温和升压的经过压缩的空气的中间冷却器和后冷却器设置在马达4下方的空间中，该两个压缩机2、3下方的空间构成上文所述油箱32b的一部分。

在图1中，在油箱32b右侧的下部，安装有与油箱32b连通的一个油冷却器16，在油箱32b右侧的中间部分安装有与油箱32b连通的油泵15，油冷却器16和油泵15的纵轴线定位在基本垂直于压缩机转子轴的方向上。供到压缩机2、3各个部分的润滑油从设置在增速器壳体5下部的油箱通过主粗过滤器(Strainer)供给油泵15。然后，润滑油由油冷却器16冷却，在冷却之后，一部分润滑油通过设置在增速器5中的一个支管供给溢流阀和电磁阀。其余润滑油由节流管71节流后，通过油过滤器17供给岐管18。然后，润滑油从岐管18分配给压缩机2、3的各个部分。

中间冷却器和后冷却器彼此邻接地设置着，它们的壳体20是整体式结构。进一步，冷却器壳体20与增速器壳体5制成一体，该整体壳体通过铸造或模铸形成。在冷却器壳体20内设置有传热管。由压缩机2、3压缩的工作空气围绕该传热管流动。在铸造成整体壳体中形成把压缩机2、3与油冷却器连通的一个流道。因此，增速器壳体5的内部由若干个隔壁分隔。用于冷却压缩空气的冷却水供给冷却器壳体20中的传热管。因此，把供水管21和排水管22用螺栓紧固到一个法兰盘20b上，该法兰盘20b用作冷却器壳体20的盖。

马达4是整体封闭式结构，是风扇冷却式感应马达，该马达4通过一个法兰连接到增速器壳体5上，以旋臂方式支撑着。法兰连接部分作成插套形状，使一个齿轮传动部分可以很容易地以预定的精度安装。进一步，马达4在其旋臂端由一个或两个支撑件69支撑，因此，可以减少插套部分的负担。在支撑件69和基座6之间插装有防振橡胶19，因而，可以防止马达4的振动传递给集装单元的内部。

容量控制阀10安装在增速器壳体5的上方，并邻接于低压级压缩机2。吸入导管11容纳有吸入过滤器11a，安装在容量控制阀10上。如图4所示，吸入节流阀48、排泄阀49和单向阀50安装在容量控制阀10之内。当安装在活塞51末端上的吸入节流阀元件48a沿轴向移动时，吸入节流阀48和排泄阀49打开或关闭。

后冷却器34通过钢制成的排出管12连接到容量控制阀10的单向阀50的上游侧。排出管13由钢管组成，同样也连接到单向阀50的副侧。排出管13的末端部通过压缩机隔音罩7延伸到集装单元的外部，并连接到用户的管道上。在排出管12的中间部分设置有安全阀14。该安全阀14也可以设置在单向阀的下游侧。排出消声器25设置在增速器壳体5的上方，并与高压级压缩机3邻接。由高压级压缩机3压缩成高压的排出空气，被导引到排出消声器25中。

在螺杆压缩机1的各个元件按照这种方式安装在基座6和整体结构的壳体20上之后，用隔音罩7罩住，隔音罩7的内表面上附有吸音材料(例如玻璃纤维)，结果，形成矩形平行管形状的集装单元式螺杆压缩机。通过用作顶板的隔音罩7，形成用于冷却马达4的冷却空气吸入口。在马达4的轴端安装有一个外部风扇，当该风扇转动时，通过冷却空气吸入口把冷却空气吸入并通过马达吸入导管70供给马达4。通过隔音罩7的顶板还形成一个排出口，该排出口处在与马达4安装到增速器壳体5上的位置对峙的位置。

在该实施例中，集装单元式螺杆压缩机1的设置控制面板8的操作面板的侧面是前面。各个装置这样安装，可每天进行观察和维修，例如吸入过滤器11a拆除，油过滤器17的油元件的更换、构成中间冷却器和后冷却器的传热管的洗涤、润滑油的再注入和油面的确定，都可以只从该前侧实施。用于把冷却水供给集装单元的冷却水主管23、用于把冷却水排到集装单元外部的冷却水主管24和用于供给已经从高压级压缩机排出的工作空气的管13，三者到用户之间可以在集装单元的后侧通过法兰连接。

下文参照图4和图5叙述这种结构的集装单元式螺杆压缩机中的工作气体的流动。在正常负载下运转的过程中，把作为螺杆压缩机的工作空气的外部空气(F4进)吸进吸入导管11中的吸入过滤器11a。在通过吸入过滤器11a把灰尘和尘埃从空气中除去之后，通过容量控制阀10把空气供给低压级压缩机2。在低压级压缩机2中，空气被压缩到大约0.25MPa(表压)的压力，此时，温度大约升高到150℃。然后通过中间冷却器33把空气冷却到大约40℃，并供给高压级压缩机3。

从高压级压缩机3排出的高压空气，压力升高到大约0.7～1.0MPa(表压)。此时的排出温度大约为150～200℃。由高压级压缩机3压缩的工作空气经过排出消声器25时减小了噪音。然后空气由后冷却器34冷却到大约30～40℃。这样，把高压经过冷却的工作气体通过设置在容量控制阀10中的单向阀50供给用户的电站设备。

当螺杆压缩机开启并在无负载下运转时，如图5所示，容量空气阀10的活塞51移动到吸入节流阀48的节流口。与此同时，排泄阀49开启，在高压级压缩机3中加压的空气经过吸入导管11向回流动，把压缩空气释放到大气中(F5出)。在无负载运转过程中，当节流阀48处于节流状态时，低压级压缩机2的吸入压力保持在大约0.01MPa的真空度下。高压级压缩机3的排出压力大约是0.1MPa，该压力略高于大气压。

下面，参照图6至图10，详细叙述上述实施例中所使用的增速器壳体5的细节。图6是增速器壳体5的主视图，图7是沿图6中A-A截面剖开的截面视图，图8是沿图6中B-B截面剖开的截面图，图9是从图6的箭头D方向观察的增速器壳体5的示意图，图10是沿图6中C-C截面剖开的截面视图。

在增速器壳体5的前侧形成有用于安装低压级压缩机2的压缩机安装法兰26和用于安装高压级压缩机3的压缩机安装法兰27。在用于安装压缩机23的法兰26、27的表面上，形成把压缩机2、3中的空气通道连接在一起的口。在增速器壳体5之内形成把两个压缩机2、3连通的空气通道。

更详细地，在图9中，通过安装在容量控制阀安装法兰29上的容量控制阀(图中未示)引导的第一级吸入空气，经过第一级吸入通道35供给第一级压缩机2。从第一级压缩机2排出的空气经由第一级排出通道36导入中间冷却器33。类似地，由中间冷却器33冷却的空气经过第二级吸入通道37供给第二级压缩机3。从第二级压缩机3排出的空气经由第二级排出通道38a导入排出消声器25(图中未示)。来自排出消声器25的压缩空气经过第二级排出通道38导入后冷却器34(图中未示)，之后，由后冷却器34冷却的压缩空气通过后冷却器排出通道39和容量控制阀中的单向阀供给用户。这样，在增速器壳体5中形成使工作空气在增速器壳体5和无油螺杆压缩机的组成元件之间流动的通道，该无油螺杆压缩机与该壳体相连。

如图6所示，在第一级压缩机安装法兰26中，形成与第一级吸入通道35连通的第一级吸入口35a、及与第一级排出通道36连通的第一级排出口36a。类似地，在第二级压缩机安装法兰27中，形成与第二级吸入通道37连通的第二级吸入口37a、及与第二级排出通道38b、38c连通的第二级排出口38a。如图7及图8所示，增速器壳体5的上部32a用于容纳安装在马达轴端上的大齿轮和分别安装在压缩机2、3的阳转子轴端上的小齿轮。如上文所述，在该增速器壳体5的下部形成油箱32b。当然，经过冷却器33、34流动的空气不会被导入油冷却器32b。

中间冷却器33和后冷却器34彼此以在两者之间形成空间46的方式整体成形，由此构成冷却器壳体部分，该冷却器壳体部分设置在油箱32b的旁边，且位于安装马达的L形增速器壳体5的那一侧。在两个冷却器33、34之间只形成一个隔壁33b。这些冷却器33、34通过第一级排出通道36、第二级吸入通道37、第二级排出通道38和肋68，连接到油箱32b上，这样的结构是整体式壳体，在该壳体中，两个冷却器和增速器壳体5可单元化。

如图13详细示出的那样，在中间冷却器33和后冷却器34中的每个冷却器中插入一个热交换器的冷却器套件。从每一压缩机2、3排出的空气自上侧流进冷却器33、34，在空气通过冷却器33、34中的冷却器套件期间，与通过矩形横截面通道流动的水有效地进行热交换。特别是，在冷却器33的情况下，从低压级压缩机2以排出温度约为150℃排出的压缩空气，被冷却到约40℃下并供给高压级压缩机3。

当压缩空气被中间冷却器33和后冷却器34冷却时，蒸汽被冷凝后生成水滴。在中间冷却器33中生成的水滴滴在冷却器33的下部。然后，通过第二级吸入通道37的底部把该水滴排出到外部。如果增加第二级吸入通道37的横截面面积，使空气流速充分地减少，就可以减少由空气流带走并引进高压级压缩机3中的水滴雾的量。

在增速器壳体5的油箱32b的外面，形成用于安装油泵15和油冷却器16的安装座41、42。这是为了把辅助设备直接安装在增速器壳体5上的目的。在分配润滑油和把润滑油供给若干通道的油箱部分形成岐管43，该若干通道用于把润滑油引导到要润滑的部分、电磁阀和溢流阀等中。由于岐管43在增速器壳体5上形成，因此，可以很容易地固定供油管及油过滤器等(图中未示)。由于岐管43位于高于润滑油面的面上，因此，当更换油过滤器17的油元件时，润滑油不会流出油箱32a。

在该实施例的中间冷却器33和后冷却器34中，在冷却水在传热管内流动的同时，压缩空气在传热管的外面流动。原因在于可以很容易地除去可能沉积在冷却水的流道部分的尘埃。在传统的结构中，在例如中间冷却器和后冷却器的冷却器部分使用壳管式热交换器，该壳管式热交换器适于使空气流在管中流动，使冷却水在管外流动。在这种场合，为了提高热交换能力和维修能力，需要把热交换器作成大尺寸，除此之外，当清洁热交换器时，还要把整个热交换器卸下来。

尽管该实施例具有能克服传统结构的上述缺陷的优点，但是，也碰到了因空气在管外流动而冷却水在管中流动所引起的冷却器壳体被压缩空气加热的另一问题。在该实施例中，为了解决这一问题，进行了下述测量。

冷却器部分的壳体内表面与螺杆压缩机的工作空气接触。在中间冷却器33和后冷却器34中通过冷却器套件流动的空气从上侧向每一冷却器33、34中的下侧垂直地流动。因而，每一冷却器33、34的上部温度会升高，而其下部温度会降低。从低压级压缩机2以约150℃的温度排出的排出空气，流进中间冷却器33中。结果，中间冷却器33的壳体上部的温度升高到略低于排出空气的温度的一个表面温度上。后冷却器34的壳体上部被加热到约200℃的温度，该温度等于从高压级压缩机3排出到排出空气的温度。

壳体由低压级压缩机2和高压级压缩机3的每一级压缩机排出的排出空气加热。与此同时，壳体还遭受到热膨胀，该热膨胀相应于热膨胀系数(铸铁：11×10⁶[1/℃])、长度(mm)和温度变化(℃)的乘积。结果，在冷却器壳体的纵向即插入冷却器套件的方向上，产生较大的热膨胀。因此，在该实施例中，以旋臂方式把每一冷却器套件支撑在螺杆压缩机前侧上所形成的法兰部分。采用这种结构，即使冷却情况壳体在纵向产生热变形，也只需要拆卸法兰部分，因此，在冷却器套件上不会有热应力作用，这样，提高了冷却器套件的可靠性。

虽然这样可以提高冷却器套件的可靠性，但是，当冷却器壳体产生热变形时，热变形会影响螺杆压缩机的各个部分。在螺杆压缩机中，冷却器33、34通过空气通道连接到压缩机2、3的排出口或吸入口，这些空气通道能抑制冷却器壳体的热膨胀。与此同时，这些空气通道产生热变形。在传统结构中，由于已经使用了管内空气(管外水)式冷却器，即使设置成级的若干个压缩机通过一组管和用在这一端的法兰部分连接到冷却器上，冷却器壳体的温度上升也比较小，因此，其热膨胀比较小，结果，不可能产生因热变形引起的泄漏。

可是，当使用管内水(管外空气)式冷却器时，由于上文所述的原因，就有可能使空气从法兰表面泄漏。因此，在本发明中，在冷却器壳体中，将压缩机2、3的吸入空气通道和排出空气通道整体制成。采用这种结构，即使冷却器产生热变形，空气也不会从法兰表面泄漏。

通过铸造把壳体作成紧凑的整体式的结构，从而可以减少组件的数目，在这种连接中，希望把整体冷却器壳体与齿轮壳体进一步单元化。可是，如果冷却器壳体与齿轮壳体制成一体，在冷却器壳体热变形的影响下，就有可能使齿轮壳体产生变形，导致过强的热应力作用在围绕整体壳体的各个部分所形成的开口的这些部分上。

在冷却器壳体中的热变形的量的发展依赖于冷却器部分的长度和温度的变化。因此，把冷却器长度限制在冷却器真正需要的一个值上，以减少预定的热变形量。除此之外，降低在冷却器壳体和齿轮壳体之间进行连接的部分的刚性，由此，使冷却器壳体的热变形不会传递给齿轮壳体。为了这一目的，不把冷却器壳体直接设置在齿轮壳体或齿轮壳体的侧表面上，但是，可以通过空气通道进行连接。采用这种结构，冷却器壳体和齿轮壳体彼此隔开地设置着，可避免冷却器壳体热变形的负作用直接传递给齿轮壳体。冷却器壳体和齿轮壳体之间的距离依赖于齿轮壳体、空气通道和冷却器壳体的刚性。在该实施例中，该距离设置为150mm，因此，可避免齿轮壳体受冷却器部分的热变形的负面影响。

由于高压级压缩机3的排出温度高于低压级压缩机2的排出温度，因而后冷却器34的热变形大于中间冷却器33。因此，在该实施例中，为了把冷却器33、34的热变形对齿轮壳体的影响减少到最小的程度，把中间冷却器设置在接近齿轮壳体的位置，而把后冷却器设置在远离齿轮壳体的位置。

如上文所述，与传统结构相比较，管外空气式冷却器的使用会引起冷却器部分温度的升高，使螺杆压缩机各部分受到热变形的影响。然而，根据本发明，由于把冷却器部分和齿轮箱部分彼此隔开地设置，并用空气通道彼此连接成一体，因而，热变形所带来的缺点例如热应力的增加和管连接部分的空气的泄漏得以避免。

在图1的螺杆压缩机中所使用的容量控制阀的一个例子是如图11纵截面图所示的结构。如图4的原理图所示那样，图11所示的容量控制阀10设置在吸入过滤器11a和低压级压缩机2之间。在容量控制阀10的下部形成压缩机连接法兰45，该压缩机连接法兰45使吸入空气(F11出)流进低压级压缩机2。该法兰45法兰连接到增速器壳体5中形成的第一级吸入通道35的容量控制阀安装法兰29(参照图9)上。在容量控制阀10的上部形成用于把环境空气(F11进)导入容量控制阀10中的吸入导管安装法兰44。该法兰44法兰连接到容纳吸入过滤器11a的吸入导管11上。在容量控制阀10的右侧形成法兰47，在容量控制阀10的前侧形成法兰46。设置在后冷却器下游的第二级排出管连接到法兰46上，螺杆压缩机的末排出管连接到法兰47上。

吸入节流阀48、排泄阀49和单向阀50安装在容量控制阀10的壳体10b之内。吸入节流阀48的阀元件48a和排泄阀49的阀元件49a固定安装在轴72的末端部。轴72可滑动地支撑在安装于壳体10b的轴承52上。活塞51安装在轴72的远离阀元件48a、49a的那一端，流体压力供给该活塞51。

吸入节流阀48和排泄阀49以连锁的方式操作。当螺杆压缩机从无负载运转的状态向有负载运转的状态切换时，吸入节流阀48打开，而排泄阀49关闭，相反，当螺杆压缩机从有负载运转的状态向无负载运转的状态切换时，吸入节流阀48关闭，而排泄阀49打开。

从后冷却器34排出并且已经冷却到原始温度的第二级排出空气被导引到排泄阀49的主侧。当排泄阀49在无负载运转的状态下打开时，量相应于后冷却器34和第二级排出管部分的容量的高压化空气，被释放到排泄阀49的副侧和吸入节流阀48的主侧之间的一个空间中。然后，空气经过吸入过滤器11a返回并通过吸入导管11吹到螺杆压缩机的外部。当吹出的空气再次返回螺杆压缩机的吸入部分时，吸入导管11用作吸入消声器，不需要设置排泄消声器。此外，由于吹出的空气通过吸入过滤器11a流回，因此，可以获得把沉积在吸入过滤器11a上的灰尘、尘埃等吹走的效果。

从后冷却器34排出并且已经冷却到原始温度的第二级排出空气，同样也供给单向阀50的主侧。与第二级排出空气供给时温度保持在从高压级压缩机排出时的温度的情况相比较，该第二级排出空气由于已经温度冷却到原始温度，因此其体积流速会降低。结果，可以减少单向阀的尺寸。

下文参照图12和图13，叙述用于图1的螺杆压缩机中的中间冷却器和后冷却器。中间冷却器33和后冷却器34有类似的结构。在中间冷却器33和后冷却器34中，冷却器套件和法兰部分统称为“空气冷却器”。图12是空气冷却器的垂直截面图。图13是图12所示空气冷却器的部分透视图。

空气冷却器53包括水腔壳体20、耐压管板73、冷却器套件54、回路头74等。在组装的情况下，空气冷却器53插入增速器壳体5的冷却器壳体部分，这样，形成的中间冷却器和后冷却器。由于中间冷却器和后冷却器彼此邻接地设置着，水相对于两个冷却器33、34的供给和排出总体受水腔壳体20影响。到冷却水主管(工业水在该管中流动)的连接在一点实现，同样，到排出管的连接也在一点实现。

冷却器套件54中的冷却水通道由朝图12左右方向延伸的矩形波状内翘片56形成。这些通道由四通结构组成。空气通道由折叠状波纹翘片55组成，波纹翘片55在图12的上下方向延伸。空气通道是只有从上侧延伸到下侧的一通结构。在整个冷却器套件54中，构成冷却水通道的内翘片56设置有4层，构成空气通道的波纹翘片55设置有3层，这些翘片交替地堆积在一起。这些翘片通过钎焊连接在一起。这些翘片层的数量并不限于上文所述的情况，可以增加到有效空间能够允许的程度。

空气冷却器53是所谓的波纹翘片式结构，冷却水通道侧封闭着，而空气通道侧敞开着。为了增强传热效率，需要把围绕插入到壳体中的套件的空间分割成高温侧和低温侧。在该实施例中，在壳体的侧表面靠装有一个密封板(图中未示)，将套件上部的高温侧与套件下部的低温侧分开。

图14以横截面视图示出了图1的螺杆压缩机的电动马达部分的细节。电动马达为整体封闭式结构，是风扇冷却式和法兰安装式结构。马达4的轴62可转动地支撑在轴承58a、58b上。在轴62的一端直接安装有一个风扇77，在轴62的另一端直接安装有用于驱动压缩机的大齿轮61，该大齿轮61相对于轴承58a为旋臂结构。

低压级压缩机2和高压级压缩机3的每一螺杆转子的轴端由非接触密封件密封，该非接触密封件包括碳圈密封和螺旋密封。结果，空气(F1)轻微地从压缩机2、3的每一个中泄漏到增速器壳体5中。除非该泄漏空气足以能从增速器壳体中排出，否则增速器壳体5中的压力就有可能升高，这有可能导致润滑油泄漏到马达4中，使油脂从马达4的轴承58a、58b流出。为了消除这种缺陷，在增速器壳体5上设置一个直径足够大的通风管，以避免增速器壳体5内压力的上升。但是，采用这种结构，所使用的过滤器可能会产生大的压力损失。结果，会把壳体内的一部分油雾排到外部。

因此，在该实施例中，强迫地从增速器壳体5的内部抽吸空气，并把空气排到(F出)环境大气中，以保持油箱的内压为负压，特别是，把一喷射器64连接到增速器壳体5上。该喷射器64由从单向阀50的第二级排出管部分的下游引进的空气(F进)驱动。在增速器壳体5和喷射器64之间设置有油雾分离过滤器63。采用这种结构，不会把油雾排到外部，可把油箱的内压保持在小于大气压的几个毫米(水柱)的水平上。

由油雾分离过滤器63分离的水滴通过管66返回，管66把油雾分离过滤器63与保持在油箱32b中的油面下方的那一部分油箱32b连接在一起。来自单向阀50下游的排出空气用于驱动喷射器64，这样，即使压缩机1处在无负载运转状态下，也可以使增速器壳体5的内压保持在负压的水平上。为了这一目的，通过单向阀50下游侧的空气压力形成用于驱动喷射器的空气压力。该驱动空气压力不需要象有负载运转状态下的第二级排出压力那么高，因而，从高压级压缩机3排出的空气由调节器65减压后再使用。

当增速器壳体5的内压减少到负压时，有可能使空气通过马达4的轴承58a、58b流进或泄漏到增速器壳体5中，引起轴承中的油脂流到外部。因此，在该实施例中，在马达的负载侧轴承58a和大齿轮61之间设置有轴封59。进一步，还形成一个大气孔60，该孔60使负载侧轴承58a和轴封59之间的空间通向环境大气。当增速器壳体5的内压减少到负压时，该大气孔60的设置允许少量的空气通过大气孔60和轴封59泄漏到增速器壳体5中。可是，泄漏空气的量相对于喷射器吸入的空气量足够地小，因此，喷射器运转中不会受到负面影响。设置在马达4上的轴封59包括油分离迷宫式密封和螺旋密封的组合结构。当单向阀50下游的压力还没有足够地增加而此时压缩机1起动运转时，马达轴通过轴封59的螺旋密封的泵作用密封。

该实施例可获得下述优点和效果。

(1)中间冷却器和后冷却器的壳体与增速器壳体一体形成，从而减少了组件的数目，改善了经济性。

(2)在增速器壳体中形成用于把气体供给各级压缩机的吸入通道和用于把气体从各级压缩机排出的排出通道。各级压缩机可直接安装在增速器壳体上。在增速器壳体的压缩机安装表面上形成用于从各级压缩机导引气体或把气体导引到各级压缩机中的吸入口或排出口。因此，减少了组件的数目，改善了经济性。

(3)排泄阀的副侧连接到容量控制阀的主侧，因此，可减少组件的数目。除此之外，由于单向阀设置在后冷却器的下游，因而，可减少单向阀的尺寸，改善了经济性。

(4)整体结构的冷却器包括中间冷却器和后冷却器，压缩空气在每一冷却器管的外面流动，而冷却水在管中流动。因此，在不降低每一冷却器传热效率的前提下，可提高维修性能。除此之外，由于在冷却器部分和增速器壳体之间设有空间，因而，可以避免冷却器部分的热变形对增速器壳体带来的负面影响。

(5)增速器壳体的下部用作油箱，冷却器部分位于电动马达的下方。因此，在各级压缩机下方的区域可用于安装油泵和油冷却器，可减少润滑油管和冷却水管的长度。

(6)设置有用于从增速器壳体内部引导空气的喷射器装置，在增速器壳体和喷射器之间配置有油分离过滤器。因此，可比较廉价地回收油。

(7)在马达的增速器侧轴承和大齿轮之间设置有包括迷宫式密封和螺旋密封的非接触轴封装置，从而将增速器壳体的内部与马达的内部空间、轴封装置指向马达的那一侧通向环境大气的空间隔开。因此，可省去复杂的轴封结构。

尽管上文实施例中已经描述了作为一个例子所采用的包括两级压缩机在内的螺杆压缩机，但是，对于只包括一级压缩机的单级螺杆压缩机来说，也能取得类似的效果，当然，在该单级螺杆压缩机中可省去中间冷却器。

如上文所述，在本发明的螺杆压缩机中，增速器壳体与冷却器壳体制成一体，可减少组件的数量，使结构紧凑，进一步，螺杆压缩机的中间冷却器和后冷却器还可以采用冷却水在管中流动而压缩空气在管外流动的结构。采用这种结构，也易于获得维修效果。

Claims (18)

1、一种螺杆压缩机，包括：电动马达，该电动马达具有安装在所述马达轴端的大齿轮；第一级压缩机和第二级压缩机，每一级压缩机包括一阳转子，该阳转子具有安装在所述阳转子轴端的小齿轮，所述两个压缩机的小齿轮与所述电动马达的大齿轮啮合；一个用于容纳所述大齿轮和小齿轮的增速器壳体；一用于冷却由所述第一级压缩机压缩的空气的中间冷却器；一用于冷却由所述第二级压缩机压缩的空气的后冷却器；所述中间冷却器的壳体、所述后冷却器的壳体和所述增速器壳体彼此制成一体，成为一个整体壳体。

2、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述整体壳体通过铸造制成，所述中间冷却器和后冷却器的每一个具有冷却器套件，冷却水在所述冷却器套件的管中流动，而压缩空气在管外流动。

3、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述整体壳体具有大致为L形的横截面，所述中间冷却器和后冷却器彼此邻接，在两个冷却器和所述增速器壳体之间形成一个空间，将所述两个冷却器与所述增速器壳体隔开。

4、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，在所述整体壳体中形成用于把各级压缩机和所述中间冷却器及后冷却器连接在一起的流道。

5、根据权利要求2所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述冷却器套件可拆卸地安装在所述整体壳体上，所述冷却器套件可从基本垂直于所述马达的旋转轴线的方向上拆除。

6、一种螺杆压缩机，包括：第一级压缩机；一用于冷却由所述第一级压缩机压缩的工作空气的中间冷却器；用于压缩由所述中间冷却器冷却的工作空气的第二级压缩机；一用于冷却由所述第二级压缩机压缩的工作空气的后冷却器；用于把电动马达的原动动力传递给各级压缩机的增速齿轮；用于容纳所述第一级压缩机和第二级压缩机的整体壳体；所述整体壳体包括工作空气流道，通过该工作空气流道吸进所述第一级压缩机的工作空气，从所述后冷却器流出。

7、根据权利要求6所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述整体壳体包括用于容纳增速齿轮的增速器壳体。

8、根据权利要求6所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述整体壳体包括所述中间冷却器壳体和所述后冷却器壳体，所述中间冷却器和所述后冷却器的每一个具有冷却器套件，在该冷却器套件中，工作空气在所述冷却器套件的管外流动，而冷却水在管内流动。

9、根据权利要求6所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述整体壳体包括用于把第一级压缩机与所述中间冷却器连接在一起的第一级排出通道、用于把所述中间冷却器和所述第二级压缩机连接在一起的第二级吸入通道、用于把所述第二级压缩机和所述后冷却器连接在一起的第二级排出通道。

10、根据权利要求6所记载的螺杆压缩机，其特征是，在所述整体壳体中形成用于把工作空气供给所述第一级压缩机的吸入口和把由所述后冷却器冷却的工作空气排到工作空气的用户的排出口。

11、根据权利要求7所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述中间冷却器和所述后冷却器彼此邻接，所述冷却器与所述增速器壳体隔开。

12、一种螺杆压缩机，包括：至少一级压缩机；一设置在第一级压缩机上游的容量控制阀；一设置在末级压缩机下游的单向阀；能够把由末级压缩机排出的空气从末级压缩机和单向阀之间的位置释放到环境大气中的排泄阀，所述排泄阀的副侧与所述容量控制阀的主侧连接；一用于冷却由末级压缩机排出的空气的后冷却器；用于容纳所述第一级压缩机和第二级压缩机的整体壳体，所述整体壳体包括工作空气流道，通过该工作空气流道吸进所述第一级压缩机的工作空气，从所述后冷却器流出。

13、根据权利要求12所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述排泄阀设置在所述后冷却器和单向阀之间。

14、根据权利要求12所记载的螺杆压缩机，其特征是，所述排泄阀和所述单向阀整体地插入所述容量控制阀中。

15、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，还包括：在所述增速器壳体下部形成的油箱部分，该油箱部分用于容纳润滑所述小齿轮和所述大齿轮的润滑油；用于把收集在所述油箱部分中的润滑油供给所述小齿轮和所述大齿轮的油泵；以及用于冷却润滑油的油冷却器；所述油泵和所述油冷却器安装在所述增速器壳体上。

16、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，还包括从增速器壳体的内部引导气体的吸入装置和设置在所述增速器壳体和所述吸入装置之间的油分离过滤器。

17、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，还包括用于从所述增速器壳体引导气体的喷射器。

18、根据权利要求1所记载的螺杆压缩机，其特征是，在所述螺杆压缩机的运转中，所述增速器壳体的内部保持在低于大气压的压力下。

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