CN214092308U - 两级螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两级螺杆压缩机。它解决了现有技术中螺杆压缩机压缩效率不佳的问题。它包括齿轮箱，齿轮箱一端通过齿轮箱盖密封，齿轮箱盖轴心径向设有传动驱动机构，且传动驱动机构位于齿轮箱内侧的一端设有主动齿轮，主动齿轮上端与位于齿轮箱一端的上机体内腔中的一级螺杆压缩机构端部相互啮合，下端啮合与位于齿轮箱一端的下机体内腔中的二级螺杆压缩机构相互啮合，且一级螺杆压缩机构远离齿轮箱的一端和二级螺杆压缩机构靠近齿轮箱的一端之间通过级间流道相互连通，上机体上端设有进气口，二级螺杆压缩机构一端设有排气口。本实用新型的优点在于：压缩效果好，提高了压缩效率。

Description

两级螺杆压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机技术领域，具体涉及一种两级螺杆压缩机。

背景技术

压缩机主要为工业生产提供原始动力，包括空气压缩机、工艺压缩机、冷媒压缩机等，在工业自动化、交通制动、能源化工、制冷空调等领域都有广泛应用。压缩机在运行过程中消耗大量能源，在工业能耗中占据很大比重，因此压缩机高效节能技术的创新和应用，对于国家节能减排事业的推进和企业利润率的创造都息息相关，是一项需要长期坚持的工作和使命。

压缩机技术按照压缩原理分类，可以分为螺杆式、活塞式、滑片式、离心式、涡旋式等等，其中螺杆压缩机适合于100m³/min排量范围，具有噪音低、能效高、结构简单、运维成本低等优点，近年来得到广泛应用。

螺杆压缩机最先从国外开始发明应用，目前市场上应用广泛的是单级喷油双螺杆压缩机，而随着近年来国家对节能工作的重视度提高，双级螺杆压缩机技术开始得到应用，但都是采用传统水平方向摆置以及齿轮传动等结构，这种设计方式不仅增加了机械损耗，导致整体能效下降；而且电机水平放置，对电机转子的动平衡和加工精度要求高，启停阶段有重力影响，容易与定子壳体产生刮擦；除此之外，现有的双螺杆压缩机压缩效率不佳，容易造成资源浪费。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种双级螺杆压缩机及压缩方法[CN201810210609.X]，它包括主机，其特点是：还包括低压级驱动和高压级驱动，主机包括低压级壳体，高压级壳体，低压级螺杆，级间通道，高压级螺杆；低压级壳体设置有进气腔和低压级排气口，低压级螺杆安装在低压级壳体内，低压级驱动与低压级螺杆直接连接；高压级壳体设置有高压级进气口和高压排气口，高压级螺杆安装在高压级壳体内，高压级驱动与高压级螺杆直接连接；级间通道的两端分别固定在低压级壳体和高压级壳体上，且级间通道的两端分别与低压级排气口和高压级进气口联通，级间通道设置有喷射孔。

上述方案在一定程度上解决了现有技术中双螺杆压缩机齿轮传动结构增加了机械损耗，导致整体能效下降，而且水平设置容易与定子壳体产生刮擦的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如：压缩效率不佳，容易造成资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，压缩效果好的两级螺杆压缩机。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本两级螺杆压缩机，包括齿轮箱，齿轮箱一端通过齿轮箱盖密封，齿轮箱盖轴心径向穿设有传动驱动机构，且传动驱动机构位于齿轮箱内侧的一端设有主动齿轮，主动齿轮上端与位于齿轮箱一端的上机体内腔中的一级螺杆压缩机构端部相互啮合，下端啮合与位于齿轮箱一端的下机体内腔中的二级螺杆压缩机构相互啮合，且一级螺杆压缩机构远离齿轮箱的一端和二级螺杆压缩机构靠近齿轮箱的一端之间通过级间流道相互连通，上机体上端设有进气口，二级螺杆压缩机构一端设有排气口。本两级螺杆压缩机采用上下分布的低压级、高压级一体式设计，利用主动齿轮驱动一级螺杆压缩机构和二级螺杆压缩机构进行运行，一级螺杆压缩机构排出高温高压气体与喷入级间流道的润滑油充分混合后进入二级螺杆压缩机构，由于油的比热大于空气，使得二级压缩机机构压缩过程更接近等温过程而具有更好的压缩效率；其次，通过调整合适的齿轮速比而使得一级螺杆压缩机构与二级螺杆压缩机构同时以最佳齿顶速度运行，提高了压缩机的工作效率。

在上述的两级螺杆压缩机中，一级螺杆压缩机构为低压级，且二级螺杆压缩机构为高压级。

在上述的两级螺杆压缩机中，一级螺杆压缩机构包括一级阳转子，一级阳转子一端设有与主动齿轮相互啮合的一级从动齿轮，一级阳转子另一端穿过设置在上机体内腔中的上轴承与套设在一级阳转子周向外壁的一级阴转子周向转动相连，上机体内腔中位于上轴承与一级阳转子周向设有上密封结构。通过上密封机构可以防止气体泄漏，影响压缩效率的问题。

在上述的两级螺杆压缩机中，上机体远离齿轮箱的一端设有一级排气端体，一级排气端体一端通过一级排气盖封闭，且一级排气端体周向内侧形成一级排气内腔，一级阳转子一端延伸至一级排气内腔中并与设置在一级排气内腔中的上支撑轴承转动相连。这样设置使压缩后的高温高压气体进入一级排气内腔中，通过一级排气内腔朝向级间流道运动。

在上述的两级螺杆压缩机中，一级排气内腔与级间流道一端相连通。

在上述的两级螺杆压缩机中，二级螺杆压缩机构包括二级阳转子，二级阳转子一端设有与主动齿轮相互啮合的二级从动齿轮，二级阳转子另一端穿过设置在下机体内腔中的下轴承与套设在二级阳转子周向外壁的二级阴转子周向转动相连，下机体内腔中位于下轴承与二级阳转子周向设有下密封结构。下密封结构可以防止油气混合体流向齿轮箱中，密封效果好。

在上述的两级螺杆压缩机中，下机体远离齿轮箱的一端设有二级排气端体，二级排气端体一端通过二级排气盖封闭，且二级排气端体周向内侧形成二级排气内腔，二级阳转子一端延伸至二级排气内腔中并与设置在二级排气内腔中的下支撑轴承转动相连。

在上述的两级螺杆压缩机中，级间流道另一端与下机体设有二级阴转子的一端上侧相互连通，排气口与二级排气内腔相互连通。

在上述的两级螺杆压缩机中，齿轮箱周向内侧形成齿轮装配空腔，上密封结构和下密封结构之间设有轴承装配结构。

在上述的两级螺杆压缩机中，传动驱动机构包括传动轴，传动轴一端与设置在轴承装配结构中的第一支撑轴承转动连接，另一端穿过设置在齿轮箱盖轴心处的第二支撑轴承与外部驱动电机相连。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：设计合理，结构紧凑，通过上下一体式分布的低压级、高压级双螺杆压缩机，对气体以及经过级间流道的油气混合物进行高效压缩，提高了压缩效率，而且通过在上机体及下机体一端设置齿轮箱，通过调整合适的齿轮速比而使得一级阳转子与二级阳转子同时以最佳齿顶速度运行，使压缩机具有更高的效率。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构剖视图。

图中，齿轮箱1、齿轮箱盖11、齿轮装配空腔12、轴承装配结构13、第一支撑轴承14、第二支撑轴承15、传动驱动机构2、主动齿轮21、传动轴22、上机体3、进气口31、一级螺杆压缩机构4、一级阳转子41、一级从动齿轮42、上轴承43、一级阴转子44、上密封结构45、下机体5、二级螺杆压缩机构6、排气口61、二级阳转子62、二级从动齿轮63、下轴承64、二级阴转子65、下密封结构66、级间流道7、一级排气端体8、一级排气盖81、一级排气内腔82、上支撑轴承83、二级排气端体9、二级排气盖91、二级排气内腔92、下支撑轴承93。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本两级螺杆压缩机，包括齿轮箱1，齿轮箱1一端通过齿轮箱盖11密封，齿轮箱盖11轴心径向穿设有传动驱动机构2，且传动驱动机构2位于齿轮箱1内侧的一端设有主动齿轮21，主动齿轮21上端与位于齿轮箱1一端的上机体3内腔中的一级螺杆压缩机构4端部相互啮合，下端啮合与位于齿轮箱1一端的下机体5内腔中的二级螺杆压缩机构6相互啮合，且一级螺杆压缩机构4远离齿轮箱1的一端和二级螺杆压缩机构6靠近齿轮箱1的一端之间通过级间流道7相互连通，上机体3上端设有进气口31，二级螺杆压缩机构6一端设有排气口61。通过一级螺杆压缩机构4对气体进行低压级压缩，压缩后的气体通过级间流道7与润滑油充分混合，混合后的油气混合物进入下机体5进行高压级压缩，由于油的比热大于空气，使得第二级压缩机压缩过程更接近等温过程而具有最高的效率。

其中，一级螺杆压缩机构4为低压级，且二级螺杆压缩机构6为高压级。

可见地，一级螺杆压缩机构4包括一级阳转子41，一级阳转子41一端设有与主动齿轮21相互啮合的一级从动齿轮42，一级阳转子41另一端穿过设置在上机体3内腔中的上轴承43与套设在一级阳转子41周向外壁的一级阴转子44周向转动相连，上机体3内腔中位于上轴承43与一级阳转子41周向设有上密封结构45。这里的上密封结构呈错位式不规则分布，有效增强密封效果。

进一步地，上机体3远离齿轮箱1的一端设有一级排气端体8，一级排气端体8一端通过一级排气盖81封闭，且一级排气端体8周向内侧形成一级排气内腔82，一级阳转子41一端延伸至一级排气内腔82中并与设置在一级排气内腔82中的上支撑轴承83转动相连。上支撑轴承83的外圈与一级排气内腔82周向内壁固定连接。

具体地，一级排气内腔82与级间流道7一端相连通。可供压缩气体流入级间流道7与润滑油混合。

详细地，二级螺杆压缩机构6包括二级阳转子62，二级阳转子62一端设有与主动齿轮21相互啮合的二级从动齿轮63，二级阳转子62另一端穿过设置在下机体5内腔中的下轴承64与套设在二级阳转子62周向外壁的二级阴转子65周向转动相连，下机体5内腔中位于下轴承64与二级阳转子62周向设有下密封结构66。这里的下密封结构66同样使用不规则状错位分布。

更进一步地，下机体5远离齿轮箱1的一端设有二级排气端体9，二级排气端体9一端通过二级排气盖91封闭，且二级排气端体9周向内侧形成二级排气内腔92，二级阳转子62一端延伸至二级排气内腔92中并与设置在二级排气内腔92中的下支撑轴承93转动相连。下支撑轴承93和下轴承64主要对，二级阳转子62进行支撑，确保其稳定性。

显然地，级间流道7另一端与下机体5设有二级阴转子65的一端上侧相互连通，排气口61与二级排气内腔92相互连通。即级间流道7与下机体5内腔相互贯通。

更具体地，齿轮箱1周向内侧形成齿轮装配空腔12，上密封结构45和下密封结构66之间设有轴承装配结构13。

优选地，传动驱动机构2包括传动轴22，传动轴22一端与设置在轴承装配结构13中的第一支撑轴承14转动连接，另一端穿过设置在齿轮箱盖11轴心处的第二支撑轴承15与外部驱动电机相连。

本实施例的原理在于：气体通过进气口31进入上机体3内腔，在上机体3的内腔中与润滑油混合被一级螺杆压缩机构4压缩增压后通过一级排气内腔82进入级间流道8，在级间流道8内经过喷油冷却进入下机体5的内腔中，经过二级螺杆压缩机构6增压后经过排气口61排出。

该两级螺杆压缩机采用高、低压级一体式设计，结构上采用上下分布，低压级位于上方，高压级位于下方，采用一个主动齿轮21分别驱动一级从动齿轮42和二级从动齿轮63，一级从动齿轮42与低压级的一级阳转子41啮合，二级从动齿轮63与高压级阳的二级阳转子62啮合，从而驱动一级螺杆压缩机构4和二级螺杆压缩机构6运行；在一级螺杆压缩机构4和二级螺杆压缩机构6之间设置级间流道7，一级螺杆压缩机构4排出高温高压气体与级间流道7喷入的润滑油充分混合，混合后的油气混合物进入第级螺杆压缩机构6中，由于油的比热远大于空气，使得级螺杆压缩机构6的压缩过程更接近等温过程而具有最高的效率；同时，在一级螺杆压缩机构4和二级螺杆压缩机构一端设置齿轮箱，通过调整合适的齿轮速比而使得一级阳转子41和二级阳转子62同时以最佳齿顶速度运行，使压缩机具有更高的压缩效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了齿轮箱1、齿轮箱盖11、齿轮装配空腔12、轴承装配结构13、第一支撑轴承14、第二支撑轴承15、传动驱动机构2、主动齿轮21、传动轴22、上机体3、进气口31、一级螺杆压缩机构4、一级阳转子41、一级从动齿轮42、上轴承43、一级阴转子44、上密封结构45、下机体5、二级螺杆压缩机构6、排气口61、二级阳转子62、二级从动齿轮63、下轴承64、二级阴转子65、下密封结构66、级间流道7、一级排气端体8、一级排气盖81、一级排气内腔82、上支撑轴承83、二级排气端体9、二级排气盖91、二级排气内腔92、下支撑轴承93等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种两级螺杆压缩机，包括齿轮箱(1)，所述的齿轮箱(1)一端通过齿轮箱盖(11)密封，其特征在于，所述的齿轮箱盖(11)轴心径向穿设有传动驱动机构(2)，且传动驱动机构(2)位于齿轮箱(1)内侧的一端设有主动齿轮(21)，所述的主动齿轮(21)上端与位于齿轮箱(1)一端的上机体(3)内腔中的一级螺杆压缩机构(4)端部相互啮合，下端啮合与位于齿轮箱(1)一端的下机体(5)内腔中的二级螺杆压缩机构(6)相互啮合，且一级螺杆压缩机构(4)远离齿轮箱(1)的一端和二级螺杆压缩机构(6)靠近齿轮箱(1)的一端之间通过级间流道(7)相互连通，所述的上机体(3)上端设有进气口(31)，所述的二级螺杆压缩机构(6)一端设有排气口(61)；所述的上机体(3)远离齿轮箱(1)的一端设有一级排气端体(8)，所述的一级排气端体(8)一端通过一级排气盖(81)封闭，且一级排气端体(8)周向内侧形成一级排气内腔(82)，所述的一级螺杆压缩机构(4)一端延伸至一级排气内腔(82)中并与设置在一级排气内腔(82)中的上支撑轴承(83)转动相连，且一级排气内腔(82)与级间流道(7)一端相连通；所述的下机体(5)远离齿轮箱(1)的一端设有二级排气端体(9)，所述的二级排气端体(9)一端通过二级排气盖(91)封闭，且二级排气端体(9)周向内侧形成二级排气内腔(92)，所述的二级螺杆压缩机构(6)一端延伸至二级排气内腔(92)中并与设置在二级排气内腔(92)中的下支撑轴承(93)转动相连，所述的级间流道(7)另一端与下机体(5)一端上侧相互连通，所述的排气口(61)与二级排气内腔(92)相互连通。

2.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于，所述的一级螺杆压缩机构(4)为低压级，且所述的二级螺杆压缩机构(6)为高压级。

3.根据权利要求2所述的两级螺杆压缩机，其特征在于，所述的一级螺杆压缩机构(4)包括一级阳转子(41)，所述的一级阳转子(41)一端设有与主动齿轮(21)相互啮合的一级从动齿轮(42)，所述的一级阳转子(41)另一端穿过设置在上机体(3)内腔中的上轴承(43)与套设在一级阳转子(41)周向外壁的一级阴转子(44)周向转动相连，所述的上机体(3)内腔中位于上轴承(43)与一级阳转子(41)周向设有上密封结构(45)。

4.根据权利要求3所述的两级螺杆压缩机，其特征在于，所述的二级螺杆压缩机构(6)包括二级阳转子(62)，所述的二级阳转子(62)一端设有与主动齿轮(21)相互啮合的二级从动齿轮(63)，所述的二级阳转子(62)另一端穿过设置在下机体(5)内腔中的下轴承(64)与套设在二级阳转子(62)周向外壁的二级阴转子(65)周向转动相连，所述的下机体(5)内腔中位于下轴承(64)与二级阳转子(62)周向设有下密封结构(66)。

5.根据权利要求4所述的两级螺杆压缩机，其特征在于，所述的齿轮箱(1)周向内侧形成齿轮装配空腔(12)，所述的上密封结构(45)和下密封结构(66)之间设有轴承装配结构(13)。

6.根据权利要求5所述的两级螺杆压缩机，其特征在于，所述的传动驱动机构(2)包括传动轴(22)，所述的传动轴(22)一端与设置在轴承装配结构(13)中的第一支撑轴承(14)转动连接，另一端穿过设置在齿轮箱盖(11)轴心处的第二支撑轴承(15)与外部驱动电机相连。

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