CN216975239U - 两级螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种两级螺杆压缩机，包括第一级螺杆压缩机、级间齿轮箱、二级螺杆压缩机、柔性内容积比滑阀；第一级螺杆压缩机包括第一机体、低压级阳转子、低压级阴转子、低压级吸气端体；第二级螺杆压缩机包括第二机体、高压级阳转子、高压级阴转子、高压级排气端体；级间齿轮箱内设有机械混合器；第二级螺杆压缩机设置所述柔性内容积比滑阀；所述柔性内容积比滑阀能根据高压腔室、低压腔室的压差自动调整滑阀的位置，以获得最佳的内容积比。本实用新型提出的两级螺杆压缩机，可有效实现级间冷却和最佳内压缩过程进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。

Description

两级螺杆压缩机

技术领域

本实用新型属于螺杆压缩机技术领域，涉及一种螺杆压缩机，尤其涉及一种两级螺杆压缩机。

背景技术

两级压缩螺杆压缩机的工作过程是气体进入第一级工作腔，在工作腔与润滑油混合被压缩增压后进入级间冷却通道，经过级间喷油冷却进入第二级工作腔，压缩增压排出压缩机完成整个压缩过程。

为了实现这个过程，目前市场上的两级螺杆压缩机主机采用高、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，采用一个主动齿轮驱动两个从动齿轮，两个从动齿轮分别与低压级和高压级阳转子联接，从而驱动两级转子运行；在高压级排气、低压级吸气通道中增加喷油降低中间气体温度，降温后的压缩气体进入第二级转子进行二次压缩增压后排出压缩机；

传统的两级压缩螺杆压缩机采用上、下布置，通常第一级机体与第二级机体为一个铸件，内部设置联接通道，该通道与齿轮箱隔开，驱动上采用一个主动齿轮驱动两个从动齿轮，两个从动齿轮分别与低压级阳转子和高压级阳转子联接，结构复杂。

对于这种两级螺杆主机而言，一体化机体体积太大、重量重、结构复杂；齿轮副包括一个主动齿轮和两个从动齿轮，齿轮耗功较大，需要喷油润滑和冷却齿轮副；级间喷油冷却容易出现油气混合不均匀，冷却效果较差而影响压缩机的效率。同时，面对用户不同的压力需求时，加工定型的排气孔口会使压缩机的压缩过程出现过压缩或欠压缩的情况，过压缩或欠压缩不但会造成额外的耗功，还会增大螺杆压缩机运行时的振动和噪声。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的螺杆压缩机，以便克服现有螺杆压缩机存在的上述至少部分缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种两级螺杆压缩机，可有效实现级间冷却和最佳内压缩过程进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

一种两级螺杆压缩机，所述两级螺杆压缩机包括：第一级螺杆压缩机、级间齿轮箱、二级螺杆压缩机、柔性内容积比滑阀；

所述第一级螺杆压缩机包括第一机体、低压级阳转子、低压级阴转子、低压级吸气端体；所述低压级吸气端体与所述第一机体配合，内部形成第一空间；所述低压级阳转子、低压级阴转子设置于所述第一空间；

所述第二级螺杆压缩机包括第二机体、高压级阳转子、高压级阴转子、高压级排气端体；所述高压级排气端体与所述第二机体配合，内部形成第二空间；所述高压级阳转子、高压级阴转子设置于所述第二空间；所述第一机体与第二机体连接，所述第一空间与第二空间连通；

所述第一级螺杆压缩机与第二级螺杆压缩机分别连接级间齿轮箱；所述级间齿轮箱包括齿轮箱、主动齿轮、低压级从动齿轮、高压级从动齿轮；所述主动齿轮通过传动轴与驱动机构连接，低压级从动齿轮与低压级阳转子连接，高压级从动齿轮与高压级阳转子连接；

所述级间齿轮箱内设有机械混合器，机械混合器能伴随齿轮的转动而转动，在转动的同时将齿轮箱内的油气混合；

所述柔性内容积比滑阀包括滑阀、密封组件、弹性机构、低压腔室、高压腔室；所述高压腔室位于级间齿轮箱内并与高压级排气腔室连通，低压腔室位于高压级排气端体上并与高压级转子腔连通，弹性机构位于所述低压腔室内；

所述第二级螺杆压缩机设置所述柔性内容积比滑阀；所述柔性内容积比滑阀能根据高压腔室、低压腔室的压差自动调整滑阀的位置，以获得最佳的内容积比。

所述柔性内容积比滑阀使螺杆压缩机在面对用户有不同的排气压力需求时，都能自动匹配不同排气压力下最佳的内容积比，以保证压缩机最优的内压缩过程。

作为本实用新型的一种实施方式，所述弹性机构为弹簧。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一机体及第二机体为一体化设计。

作为本实用新型的一种实施方式，所述低压级吸气端体设有进气口，所述高压级排气端体设有排气口。

作为本实用新型的一种实施方式，所述低压级阳转子的两端分别设有第一轴承。

作为本实用新型的一种实施方式，所述高压级阳转子的两端分别设有第二轴承。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的两级螺杆压缩机，可有效实现级间冷却和最佳内压缩过程进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。

本实用新型设置的变速齿轮同时起到级间机械混合器的功能，从第一级压缩机排出的具有一定压力和温度的气体与级间喷入的润滑油通过高速运转的变速齿轮，充分混合。级间腔室内设置的液态油收集槽和级间油气导流板更能增强混合效果。充分混合后的油气混合物进入第二级螺杆压缩机，由于油的比热远大于空气，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。

本实用新型设置的柔性内容积比滑阀起到自动调节排气孔口的功能，在面对不同的压力需求时都能自动获得最佳的压缩过程，减小螺杆压缩机的能耗需求且获得最大的气量，提高压缩机效率。与此同时还能减小螺杆压缩机运行时的振动和噪声。

此外，本实用新型通过在第一级压缩机与第二级压缩机之间设置齿轮箱，在压缩机高效的齿顶速度范围内，通过调整不同的齿轮速比而使得第一级转子与第二级转子获得不同的运行速度，使压缩机在保持高效率的同时获得更广泛的气量匹配需求。

本实用新型工作过程为两级压缩；结构采用整体化设计，低压级、高压级呈上下串联布置，串联整体式设计减小了两级压缩的长度，大大减小了螺杆压缩机的安装空间，减少机组的设计、制造成本。同时，上下串联整体式结构增大了齿轮箱的体积，为不同的气量所需的不同齿轮速比的齿轮提供了足够的安装空间，并且加大了级间油气混合的空间和时间，使级间油气混合更加充分。低压级与高压级之间设置齿轮箱，采用增速齿轮用于实现低压级与高压级的速度分配。低压级与高压级之间设置齿轮箱，齿轮箱内设置一对齿轮副，齿轮副包括主动齿轮和从动齿轮，其中主动齿轮与低压级阳转子联接，从动齿轮与高压级阳转子联接，驱动设备驱动低压级阳转子运转时，通过齿轮同时驱动高压级阳转子运转，实现压缩机的运转。气体通过低压级压缩排往级间，并通过增速齿轮进入高压级工作腔，低压级增压后的气体和润滑油通过级间腔室内设置的液态油收集槽和级间油气导流板经过齿轮副时被齿轮充分搅拌，气体与润滑油充分混合，有效的实现级间冷却进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定高效运行。高压级设置的柔性内容积比滑阀能保证在不同的排气压力需求时，都能自动匹配不同排气压力下最佳的内容积比，以保证压缩机最优的内压缩过程，获得最好的能效。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中两级螺杆压缩机的剖视图。

图2为本实用新型一实施例中两级螺杆压缩机的局部剖视图。

图3为本实用新型一实施例中两级螺杆压缩机的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例中两级螺杆压缩机的立体图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本实用新型揭示了一种两级螺杆压缩机，图1至图4为本实用新型一实施例中两级螺杆压缩机的结构示意图；请参阅图1至图4，所述两级螺杆压缩机包括：第一级螺杆压缩机1、级间齿轮箱3、二级螺杆压缩机2及柔性内容积比滑阀4。

所述第一级螺杆压缩机1包括第一机体11、低压级阳转子13、低压级阴转子(图为示)、低压级吸气端体12；所述低压级吸气端体12与所述第一机体11配合，内部形成第一空间；所述低压级阳转子13、低压级阴转子设置于所述第一空间。低压级阳转子13的两端分别设有第一轴承16。

所述第二级螺杆压缩机2包括第二机体21、高压级阳转子23、高压级阴转子(图为示)、高压级排气端体22；所述高压级排气端体22与所述第二机体21配合，内部形成第二空间；所述高压级阳转子23、高压级阴转子设置于所述第二空间；所述第一机体11与第二机体21连接，所述第一空间11与第二空间21连通。所述高压级阳转子23的两端分别设有第二轴承26。

在本实用新型的一实施例中，所述第一机体11及第二机体21可以为一体化设计(也可以采用分离的设计)。所述低压级吸气端体12设有进气口15，所述高压级排气端体22设有排气口25。

所述第一级螺杆压缩机1与第二级螺杆压缩机2分别连接级间齿轮箱3；所述级间齿轮箱3包括齿轮箱31、主动齿轮32、低压级从动齿轮33、高压级从动齿轮34；所述主动齿轮32通过传动轴5与驱动机构连接，低压级从动齿轮33与低压级阳转子13连接，高压级从动齿轮34与高压级阳转子23连接。传动轴5与齿轮箱31的连接处可设有密封机构35。齿轮箱31与第一机体11、第二机体21配合连接密封。

所述级间齿轮箱3内设有机械混合器，机械混合器能伴随齿轮的转动而转动，在转动的同时将齿轮箱31内的油气混合。

所述第二级螺杆压缩机2设置所述柔性内容积比滑阀4；所述柔性内容积比滑阀4包括滑阀45、密封组件44、弹性机构43、低压腔室41及高压腔室42；所述高压腔室42位于级间齿轮箱3内并与高压级排气腔室26连通，低压腔室41位于高压级排气端体22上并与高压级转子腔27连通，弹性机构43位于所述低压腔室41内。在一实施例中，所述弹性机构43为弹簧。

所述柔性内容积比滑阀能根据高压腔室、低压腔室的压差自动调整滑阀的位置，以获得最佳的内容积比。所述柔性内容积比滑阀使螺杆压缩机在面对用户有不同的排气压力需求时，都能自动匹配不同排气压力下最佳的内容积比，以保证压缩机最优的内压缩过程。不同排气压力下，高压腔室、低压腔室的压力是不同的，此压差会推动滑阀移动到与压力匹配的位置。

在第一级压缩机与第二级压缩机之间设置齿轮箱，根据对应第一级转子、第二级转子的高效齿顶速度范围确定不同的主动齿轮、从动齿轮的齿轮速比，使得第一级转子与第二级转子获得不同的运行速度，使压缩机在保持高效率的同时获得更广泛的气量匹配需求；

所述齿轮箱内的变速齿轮不单起到传动的作用，同时作为机械混合器，起到级间机械混合器的功能，强化油气混合效果；从第一级压缩机排出的具有一定压力和温度的气体经过级间油气导流板与级间喷入的润滑油一起通过高速运转的变速齿轮，充分混合，混合后的油气混合物进入第二级螺杆压缩机。同时级间壁面汇集的液态油滴通过级间设置的液态油收集槽回到导流板，能再次通过高速运转的变速齿轮雾化与气体混合。由于油的比热远大于空气，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。

综上所述，本实用新型提出的两级螺杆压缩机，可有效实现级间冷却和最佳内压缩过程进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种两级螺杆压缩机，其特征在于，所述两级螺杆压缩机包括：第一级螺杆压缩机、级间齿轮箱、第二级螺杆压缩机及柔性内容积比滑阀；

所述第一级螺杆压缩机包括第一机体、低压级阳转子、低压级阴转子、低压级吸气端体；所述低压级吸气端体与所述第一机体配合，内部形成第一空间；所述低压级阳转子、低压级阴转子设置于所述第一空间；

所述第二级螺杆压缩机包括第二机体、高压级阳转子、高压级阴转子、高压级排气端体；所述高压级排气端体与所述第二机体配合，内部形成第二空间；所述高压级阳转子、高压级阴转子设置于所述第二空间；所述第一机体与第二机体连接，所述第一空间与第二空间连通；

所述第一级螺杆压缩机与第二级螺杆压缩机分别连接级间齿轮箱；所述级间齿轮箱包括齿轮箱、主动齿轮、低压级从动齿轮、高压级从动齿轮；所述主动齿轮通过传动轴与驱动机构连接，低压级从动齿轮与低压级阳转子连接，高压级从动齿轮与高压级阳转子连接；

所述级间齿轮箱内设有机械混合器，机械混合器能伴随齿轮的转动而转动，在转动的同时将齿轮箱内的油气混合；

所述第二级螺杆压缩机设置所述柔性内容积比滑阀；所述柔性内容积比滑阀包括滑阀、密封组件、弹性机构、低压腔室及高压腔室；

所述高压腔室位于级间齿轮箱内并与高压级排气腔室连通，低压腔室位于高压级排气端体上并与高压级转子腔连通，弹性机构位于所述低压腔室内；

所述柔性内容积比滑阀能根据高压腔室、低压腔室的压差自动调整滑阀的位置，以获得最佳的内容积比。

2.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于：

所述弹性机构为弹簧。

3.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于：

所述第一机体及第二机体为一体化设计。

4.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于：

所述低压级吸气端体设有进气口，所述高压级排气端体设有排气口。

5.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于：

所述低压级阳转子的两端分别设有第一轴承。

6.根据权利要求1所述的两级螺杆压缩机，其特征在于：

所述高压级阳转子的两端分别设有第二轴承。

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