CN213360421U - 一种无齿轮传动损失的直联空压机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种无齿轮传动损失的直联空压机，机壳内部形成通过风管连通的一级型腔和二级型腔，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴；一级型腔的一侧设有进风口，二级型腔的一侧设有出风口，进风口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内还设有分流板，分流板的长度大于进风口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。本直联空压机可有效提高其动力传动效率，使空压机始终处于最佳运行状态，获得较好的节能效果；分流板可提高压缩效率，进一步改善空压机的节能效果。

Description

一种无齿轮传动损失的直联空压机

技术领域

本实用新型涉及空气压缩机技术领域，特别涉及一种无齿轮传动损失的直联空压机。

背景技术

目前工业上普遍采用的螺杆式空气压缩机主要有单级双螺杆空压机、双级双螺杆空压机等。其中，单级双螺杆空压机由于存在耗电量较大、产生的压缩空气温度过高而难以正常冷却等情况，容易导致能耗大、运行成本高、设备寿命短等问题，因此逐渐被双级双螺杆空压机所代替，目前常用的双级双螺杆空压机在工业应用过程中，虽然在节能效果上比单级双螺杆空压机已有大幅度的提升，但仍会存在以下现象：

(1)螺杆与其驱动电机之间采用齿轮、联轴器等部件进行连接，其动力传动效率较低，同时由于齿轮之间会产生啮合，同时润滑油可能进入齿轮组件，齿轮上容易产生点蚀甚至断齿的现象，影响设备的整体使用寿命和正常运行；另外，由于连接部件较多，使得空压机容易发生堵塞、漏油或气体泄漏等问题，影响空压机系统的运行效果；同时，由于齿轮比的配速是固定的，因此其强调的是点效率，即只有在固定转速和额定压力下，其比功率才是最佳的，当需要变频变速运行时，由于齿轮配速固定，因此即使转速下降，其能耗也不会同步下降，使得空压机的能耗非常高。

(2)空压机的进气口一般设置于螺杆侧面，且进气口直径远小于螺杆长度，因此气体从进气口处进入压缩机后，无法快速分散于螺杆外周，也会对压缩机的压缩效率及压缩气体的流量均匀度造成一定的影响。

(3)在空压机运行过程中，润滑油容易从螺杆两端的连接处发生泄漏，泄漏的润滑油容易对空压机内的其他部件(如齿轮、轴承等)造成影响，容易引起空压机故障。

(4)在空压机运行过程中，驱动电机需要及时冷却，以避免过热而产生停机或其他影响，但目前主要依靠空压机的冷却系统对驱动电机实时进行冷却，其冷却效果并不理想，容易影响空压机运行的稳定性，同时冷却系统所需能耗也大。

因此，为了进一步改善双级双螺杆空压机的节能环保效果，有必要对现有的双级双螺杆空压机进行进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种原理简单、节能效果较好的无齿轮传动损失的直联空压机。

本实用新型的技术方案为：一种无齿轮传动损失的直联空压机，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一双螺杆组件、第二双螺杆组件、机壳和分流板，机壳内部形成一级型腔和二级型腔，一级型腔和二级型腔之间通过风管连通，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴；一级型腔的一侧设有进风口，二级型腔的一侧设有出风口，进风口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内还设有分流板，分流板的长度大于进风口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。该结构中，在第一驱动电机的动力作用下，第一双螺杆组件在一级型腔内对空气进行一级压缩，在第二驱动电机的动力作用下，第二双螺杆组件在二级型腔内对已经过一级压缩的空气进行二级压缩；位于同一级的驱动电机和螺杆之间采用内嵌式的一体轴直接连接，即该旋转轴既作为驱动电机的电机轴，又作为双螺杆组件的驱动螺杆轴，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，且可有效提高其动力传动效率。而进风口处分流板的设置，可在空气进入进风口后起来导流作用，快速将空气分散至双螺杆组件外周，可有效改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率，也避免气流进入一级型腔后直接冲击第一双螺杆组件。一级型腔和二级型腔之间的风管可为机壳一体成型的连接通道，也可采用机壳外置的连接管道。

所述分流板呈球面状，分流板的投影面大于进风口的投影面，且分流板的投影面覆盖进风口的投影面，保证分流板能将进入进风口的空气全部进行分流；分流板的一侧与一级型腔的内侧面之间留有间隙，分流板的另一侧与第一双螺杆组件的表面之间也留有间隙。即分流板悬挂于一级型腔内侧面与第一双螺杆组件之间的空间内，两侧留有的间隙供气流通过，同时也避免分流板的设置干扰第一双螺杆组件的正常运行。安装时，分流板可通过常规的固定方式(如长螺栓等)固定安装于一级型腔的内侧即可。

所述分流板为柔性板，便于安装及更换，且具有较好的导向性。

所述第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机，即在第一驱动电机和第二驱动电机的电机转子内设置永磁体，可采用市面已有的高性能汝铁硼永磁体，在空压机的生命周期内保证不失磁。

所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；

第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。

所述第一双螺杆组件的长度大于第二双螺杆组件的长度，第一双螺杆组件中各螺杆的直径大于第二双螺杆组件中各螺杆的直径。

所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件与机壳连接；轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片、第一轴承、中间垫片、第二轴承和锁紧螺母。该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。

所述第一轴承为圆柱滚子轴承，第二轴承为圆锥滚子轴承。

所述第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳；散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体和散热翅片，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。在驱动电机后端的风扇作用下，该散热外壳能较好地对驱动电机的定子及转子起到散热作用，冷却后产生的热风从电机外壳上开设的通孔排出。该散热外壳的设置可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，可有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

所述散热翅片相对于外壳本体的轴线呈倾斜状、平行状或波浪形，根据驱动电机中定子与电机外壳之间的空隙宽度及需求进行选择设置。

本无齿轮传动损失的直联空压机使用时，其原理是：传统的齿轮连接式空压机中，由于齿轮比的配速是固定的，因此其强调的是点效率，即只有在固定转速和额定压力下，其比功率才是最佳的，当需要变频变速运行时，由于齿轮配速固定，因此即使转速下降，其能耗也不会同步下降，为此，本申请采用内嵌式一体轴直接连接驱动电机和螺杆组件，且两级螺杆组件分别采用两个独立的驱动电机进行驱动，因此可通过控制级间压力，使空压机在不同转速、不同压力的情况下，始终运行在最佳级间压力点，使空压机始终处于最佳运行状态，可在空压机稳定运行的前提下，获得较好的节能效果；同时，通过在空压机的进风口处设置分流板，可对进入空压机的气流进行分散和导向，使气体快速均匀分散于双螺杆组件外周，达到较高的压缩效率和均匀的压缩流量，进一步改善空压机的节能效果。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本直联空压机采用内嵌式一体轴直接连接驱动电机和螺杆组件，且两级螺杆组件分别采用两个独立的驱动电机进行驱动，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，提高其动力传动效率，同时使空压机始终处于最佳运行状态，可在空压机稳定运行的前提下，获得较好的节能效果；同时，进风口处分流板的设置，可快速将空气分散至双螺杆组件外周，改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率，进一步改善空压机的节能效果，也避免气流进入一级型腔后直接冲击第一双螺杆组件而影响第一双螺杆组件的正常运行。

本直联空压机中，通过在各双螺杆组件的端部设置轴承组件，该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。

本直联空压机中，通过在各驱动电机上设置独立的散热外壳，结合驱动电机后端的风扇使用，可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，还可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

附图说明

图1为直联空压机的结构示意图。

图2为图1中第一驱动电机的结构示意图。

图3为图2的A-A截面视图。

上述各图中，各附图标记所示部件如下：1为第一驱动电机，2为第二驱动电机，3为第一双螺杆组件，4为第二双螺杆组件，5为机壳，6为分流板，7为风管，8为一级型腔，9为二级型腔，10为进风口，11为出风口，12为轴承组件，12-1为调整垫片，12-2为第一轴承，12-3为中间垫片，12-4为第二轴承，12-5为锁紧螺母，13为散热外壳，13-1为外壳本体，13-2为散热翅片，14为风扇，15为电机定子，16为电机外壳。

具体实施方式

下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种无齿轮传动损失的直联空压机，如图1所示，包括第一驱动电机1、第二驱动电机2、第一双螺杆组件3、第二双螺杆组件4、机壳5和分流板6，机壳内部形成一级型腔和二级型腔，一级型腔和二级型腔之间通过风管7连通，第一双螺杆组件设于一级型腔8内，第二双螺杆组件设于二级型腔9内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴；一级型腔的一侧设有进风口10，二级型腔的一侧设有出风口11，进风口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内还设有分流板，分流板的长度大于进风口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件12与机壳连接。第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳13。

上述结构中，各部件的具体结构如下：

分流板呈球面状，分流板的投影面大于进风口的投影面，且分流板的投影面覆盖进风口的投影面，保证分流板能将进入进风口的空气全部进行分流；分流板的一侧与一级型腔的内侧面之间留有间隙，分流板的另一侧与第一双螺杆组件的表面之间也留有间隙。即分流板悬挂于一级型腔内侧面与第一双螺杆组件之间的空间内，两侧留有的间隙供气流通过，同时也避免分流板的设置干扰第一双螺杆组件的正常运行。安装时，分流板可通过常规的固定方式(如长螺栓等)固定安装于一级型腔的内侧即可。分流板优选柔性板，便于安装及更换，且具有较好的导向性。在第一驱动电机的动力作用下，第一双螺杆组件在一级型腔内对空气进行一级压缩，在第二驱动电机的动力作用下，第二双螺杆组件在二级型腔内对已经过一级压缩的空气进行二级压缩；位于同一级的驱动电机和螺杆之间采用内嵌式的一体轴直接连接，即该旋转轴既作为驱动电机的电机轴，又作为双螺杆组件的驱动螺杆轴，取消了传统双螺杆压缩机中齿轮、联轴器等动力传动组件，可有效避免齿轮发生点蚀或断齿、联轴器故障等现象所带来的不良影响，且可有效提高其动力传动效率。而进风口处分流板的设置，可在空气进入进风口后起来导流作用，快速将空气分散至双螺杆组件外周，可有效改善气体压缩的均匀性，同时提高压缩效率。一级型腔和二级型腔之间的风管可为机壳一体成型的连接通道，也可采用机壳外置的连接管道。

第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机，即在第一驱动电机和第二驱动电机的电机转子内设置永磁体，可采用市面已有的高性能汝铁硼永磁体，在空压机的生命周期内保证不失磁。

第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。第一双螺杆组件的长度大于第二双螺杆组件的长度，第一双螺杆组件中各螺杆的直径大于第二双螺杆组件中各螺杆的直径。

如图1所示，轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片12-1、第一轴承12-2、中间垫片12-3、第二轴承12-4和锁紧螺母12-5。该轴承组件实质上为双螺杆组件的密封组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，避免因润滑油渗漏而引起空压机故障；同时，通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，可有效提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命。其中，第一轴承为圆柱滚子轴承，第二轴承为圆锥滚子轴承。

如图2或图3所示，散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体13-1和散热翅片13-2，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。散热翅片相对于外壳本体的轴线呈倾斜状、平行状或波浪形，根据驱动电机定子15与电机外壳16之间的空隙宽度及需求进行选择设置。在驱动电机后端的风扇14作用下，该散热外壳能较好地对驱动电机的定子及转子起到散热作用，冷却后产生的热风从电机外壳上开设的通孔排出(如图2中的箭头所示)。该散热外壳的设置可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，可有效提高空压机运行的稳定性，同时也降低空压机的能耗。在实际应用中，可结合空压机的冷却系统进行使用，可达到非常好的冷却效果。

上述无齿轮传动损失的直联空压机使用时，其原理是：传统的齿轮连接式空压机中，由于齿轮比的配速是固定的，因此其强调的是点效率，即只有在固定转速和额定压力下，其比功率才是最佳的，当需要变频变速运行时，由于齿轮配速固定，因此即使转速下降，其能耗也不会同步下降，为此，本申请采用内嵌式一体轴直接连接驱动电机和螺杆组件，且两级螺杆组件分别采用两个独立的驱动电机进行驱动，因此可通过控制级间压力，使空压机在不同转速、不同压力的情况下，始终运行在最佳级间压力点，使空压机始终处于最佳运行状态，可在空压机稳定运行的前提下，获得较好的节能效果；同时，通过在空压机的进风口处设置分流板，可对进入空压机的气流进行分散和导向，使气体快速均匀分散于双螺杆组件外周，达到较高的压缩效率和均匀的压缩流量，进一步改善空压机的节能效果；此外，各双螺杆组件的端部设有具备密封性能的轴承组件，不仅可有效防止润滑油渗漏，还通过采用不同类型的轴承搭配，并在轴承之间设置垫片，提高双螺杆组件及轴承组件的抗冲击能力，延长空压机的使用寿命；各驱动电机通过设置独立的散热外壳，结合驱动电机后端的风扇使用，可对驱动电机进行独立的风冷冷却，使驱动电机的冷却无需依赖于空压机的冷却系统，有效提高空压机运行的稳定性，进一步降低空压机的能耗。也就是说，基于节能环保的前提，对现有空压机进行多种结构改进，从而达到降低能耗、提高空压机稳定性的目的。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，包括第一驱动电机、第二驱动电机、第一双螺杆组件、第二双螺杆组件、机壳和分流板，机壳内部形成一级型腔和二级型腔，一级型腔和二级型腔之间通过风管连通，第一双螺杆组件设于一级型腔内，第二双螺杆组件设于二级型腔内，第一驱动电机的电机轴与第一双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴，第二驱动电机的电机轴与第二双螺杆组件中的一个螺杆轴为同一根旋转轴；

一级型腔的一侧设有进风口，二级型腔的一侧设有出风口，进风口与第一双螺杆组件之间的一级型腔内还设有分流板，分流板的长度大于进风口的直径且小于第一双螺杆组件的长度。

2.根据权利要求1所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述分流板呈球面状，分流板的投影面大于进风口的投影面，且分流板的投影面覆盖进风口的投影面；分流板的一侧与一级型腔的内侧面之间留有间隙，分流板的另一侧与第一双螺杆组件的表面之间也留有间隙。

3.根据权利要求1所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述分流板为柔性板。

4.根据权利要求1所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机均为永磁电机。

5.根据权利要求1所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件均呈上下布置且相互啮合；

第一双螺杆组件和第二双螺杆组件分别包括两个螺杆，设于上方的螺杆为阳螺杆；其中，第一双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第一驱动电机的电机轴形成一体结构，第二双螺杆组件中阳螺杆的螺杆轴延伸至与第二驱动电机的电机轴形成一体结构。

6.根据权利要求5所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一双螺杆组件的长度大于第二双螺杆组件的长度，第一双螺杆组件中各螺杆的直径大于第二双螺杆组件中各螺杆的直径。

7.根据权利要求5所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一双螺杆组件和第二双螺杆组件中，与第一驱动电机、第二驱动电机相对的一端，各螺杆的端部外周分别通过轴承组件与机壳连接；轴承组件包括依次同轴设置的调整垫片、第一轴承、中间垫片、第二轴承和锁紧螺母。

8.根据权利要求7所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一轴承为圆柱滚子轴承，第二轴承为圆锥滚子轴承。

9.根据权利要求1所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述第一驱动电机和第二驱动电机的结构相同，第一驱动电机和第二驱动电机的电机定子外周还分别设有散热外壳；散热外壳为一体结构，包括相连接的外壳本体和散热翅片，散热翅片均匀分布于外壳本体的外周。

10.根据权利要求9所述一种无齿轮传动损失的直联空压机，其特征在于，所述散热翅片相对于外壳本体的轴线呈倾斜状、平行状或波浪形。

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