CN219432050U - 一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压缩机技术领域，公开的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机包括：第一级压缩机体；第二级压缩机体，其固定安装在第一级压缩机体的下方；压力切换模块，其设置在第一级压缩机体和第二级压缩机体上；其中，压力切换模块包括形成在第一级压缩机体和第二级压缩机体之间的级间腔室，第一级压缩机体内具有一级压缩腔，第二级压缩机体内具有二级压缩腔；以及供油机构。本实用新型中两级高压主机双工况的切换，依靠电磁阀控制放空阀即可实现，控制简单且气体回流量稳定；在工况切换过程中，无需改变柴油机转速，可保证柴油机一直以最优的状态运行，保证输出功率的稳定，提高整机使用效率。

Description

一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机

技术领域

本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机。

背景技术

传统的两级压缩主机，一般排气压力为6～13barG。随着市场上对高排气压力主机的需求越来越多，急需开发一款排气压力达到25～35barG的两级高压螺杆主机。

相对于两级常压螺杆主机，两级高压螺杆主机需要考虑在高排气压力工况下如何保证主机的可靠性和稳定性，如何确保供油系统的稳定性，同时高压主机一般存在高低压工况切换的需求，如何实现这个功能成为了设计的关键点。

根据本公司多年的技术积累，结合市场需求，采用创造性的设计解决上述难题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，以解决在高排气压力工况下如何保证主机的可靠性和稳定性，如何确保供油系统的稳定性，同时高压主机一般存在高低压工况切换的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，包括：

第一级压缩机体；

第二级压缩机体，其固定安装在所述第一级压缩机体的下方；

压力切换模块，其设置在所述第一级压缩机体和第二级压缩机体上；

其中，所述压力切换模块包括形成在第一级压缩机体和第二级压缩机体之间的级间腔室，所述第一级压缩机体内具有一级压缩腔，所述第二级压缩机体内具有二级压缩腔；以及

供油机构，其安装在所述第一级压缩机体和第二级压缩机体上。

作为本实用新型的进一步方案，所述第一级压缩机体的顶部具有进气口，所述第二级压缩机体的底部一侧具有排气口，且所述第一级压缩机体和第二级压缩机体的内腔相互连通。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述第二级压缩机体上具有级间出气孔，所述第一级压缩机体上具有吸气腔进气孔，所述级间出气孔和吸气腔进气孔通过管路相连接。

作为本实用新型的优选方案，所述供油机构包括高压油泵，所述高压油泵固定安装在第一级压缩机体的一侧，所述高压油泵上安装有油泵联轴器，所述油泵联轴器的一端与转子连接。

作为本实用新型的进一步方案，所述高压油泵为齿轮泵。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述供油机构还包括固定安装在第一级压缩机体外壁一侧的油池，所述油池的底部固定安装有多个油滤。

作为本实用新型的优选方案，所述油池的顶部一侧固定安装有溢流阀。

相比于现有技术，本实用新型提供的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机具有以下有益效果：

1、本实用新型中两级高压主机结构上采用上下叠复式设计，第一级压缩机体在上，第二级压缩机体在下，中间布置有级间腔室。气体从进气口吸入后，经一级压缩腔压缩后进入级间腔室内，在级间腔室内通过喷入的润滑油冷却后再进入二级压缩腔内压缩，最后经过排气口排出。第一级压缩机体和第二级压缩机体构属串联关系，气体从进气口到排气口呈单向流动；

当用户的使用工况为低压力高排量状态时，放空阀关闭，级间出气孔和吸气腔进气孔断开。当用户使用压力提高，电磁阀得电，控制放空阀打开，级间出气孔与吸气腔进气孔接通，气体开始回流，气量降低，切换到高压力低排量工况；

两级高压主机双工况的切换，完全依靠电磁阀控制放空阀即可实现，控制简单且气体回流量稳定；

在工况切换过程中，无需改变柴油机转速，可保证柴油机一直以最优的状态运行，保证输出功率的稳定，提高整机使用效率。

2、本实用新型中级间出气孔与吸气腔进气孔之间通过管路连接，中间设置有放空阀，放空阀为常闭设计，通过电磁阀控制。

当用户的使用工况为低压力高排量状态时，放空阀关闭，级间出气孔和吸气腔进气孔断开。当用户使用压力提高，电磁阀得电，控制放空阀打开，级间出气孔与吸气腔进气孔接通，气体开始回流，气量降低，切换到高压力低排量工况。

如上所述，两级高压主机双工况的切换，完全依靠电磁阀控制放空阀即可实现，控制简单且气体回流量稳定。

在工况切换过程中，无需改变柴油机转速，可保证柴油机一直以最优的状态运行，保证输出功率的稳定，提高整机使用效率。

3、本实用新型中对于两级高压主机，由于其排气压力高，产品附加值大，所以可靠性要求很高。

不同于市场上普通两级压缩完全依靠压差供油，该主机创新性采用特制高压油泵强制供油，高压油泵通过油泵联轴器与转子直连驱动，高压油泵为齿轮泵，每转流量固定，所以不管主机压力如何波动，都可提供稳定的供油量。

尤其在刚开机系统未建立压力之时，高压油泵的强制供油可避免轴承短时间内出现缺油的现象，大大提高主机运行的可靠性。

同时，供油机构上设置有油池，油池上设置有多个油滤，润滑油通过多个油滤后再进入压缩机内部油道，可避免铁屑等杂质进入压缩机内部损伤轴承。油池上也设置有溢流阀，可防止油池内压力过高出现安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例个案，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的剖面结构示意图；

图2为本实用新型后视的结构示意图。

附图标记：

1-第一级压缩机体；2-第二级压缩机体；3-级间腔室；4-进气口；5-一级压缩腔；6-二级压缩腔；7-排气口；8-高压油泵；9-级间出气孔；10-吸气腔进气孔；11-油泵联轴器；12-转子；13-油池；14-油滤；15-溢流阀。

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型实施例行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

实施例一：

参见附图1-图2所示，本实用新型实施例一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，包括第一级压缩机体1、第二级压缩机体2、压力切换模块以及供油机构。

第二级压缩机体2固定安装在第一级压缩机体1的下方。压力切换模块设置在第一级压缩机体1和第二级压缩机体2上。

压力切换模块包括形成在第一级压缩机体1和第二级压缩机体2之间的级间腔室3。第一级压缩机体1内具有一级压缩腔5，第二级压缩机体2内具有二级压缩腔6。

供油机构安装在第一级压缩机体1和第二级压缩机体2上。

第一级压缩机体1的顶部具有进气口4，第二级压缩机体2的底部一侧具有排气口7，且第一级压缩机体1和第二级压缩机体2的内腔相互连通。

在本实施例中，如图1所示，两级高压主机结构上采用上下叠复式设计，第一级压缩机体1在上，第二级压缩机体2在下，中间布置有级间腔室3。气体从进气口4吸入后，经一级压缩腔5压缩后进入级间腔室3内，在级间腔室3内通过喷入的润滑油冷却后再进入二级压缩腔6内压缩，最后经过排气口7排出。第一级压缩机体1和第二级压缩机体2构属串联关系，气体从进气口4到排气口7呈单向流动。

实施例二：参见附图1-图2所示，在实施例一的基础上改进。

第二级压缩机体2上具有级间出气孔9，第一级压缩机体1上具有吸气腔进气孔10，级间出气孔9和吸气腔进气孔10通过管路相连接。

在本实施例中，当用户的使用工况为低压力高排量状态时，放空阀关闭，级间出气孔9和吸气腔进气孔10断开。当用户使用压力提高，电磁阀得电，控制放空阀打开，级间出气孔9与吸气腔进气孔10接通，气体开始回流，气量降低，切换到高压力低排量工况。

如上，两级高压主机双工况的切换，完全依靠电磁阀控制放空阀即可实现，控制简单且气体回流量稳定。

在工况切换过程中，无需改变柴油机转速，可保证柴油机一直以最优的状态运行，保证输出功率的稳定，提高整机使用效率。

实施例三：参见附图1-图2所示，在实施例二的基础上改进。

现市场上很多客户需要两级高压主机可以实现高低压双工况切换使用，例如：

在低压工况下，排气压力P1：25barG，排气量Q1：30m³/min；

在高压工况下，排气压力P2：35barG，排气量Q2：24m³/min。

上述两种工况下柴油机输出功率不变。

实现双工况切换关键点就在于：如何实现气量的调节。即：在高排压工况下减少吸气量。

现在市场上主流的做法是通过调节进气阀的阀片开度和降低柴油机转速如从1800rpm降到1500rpm来调节进气量，但是这两种调节方式存在以下缺点：通过关闭进气阀阀片开度来减少吸气量，调节难度大，并且需要在吸气腔形成负压时才有明显的气量减少，而吸气腔产生负压，会破坏压缩机的压缩比，造成主机效率降低。通过降低柴油机转速来调节气量，则柴油机的输出功率下降，无法实现双工况下柴油机输出功率不变的要求。

所以现在市场上采用的方案均不能有效解决双排气压力工况下气量切换，如何寻找一个有效的解决方案已成当务之急。

如图1所示，采用级间压缩气体回流吸气腔的方案，以解决上述难题。

级间出气孔9(压力P3)，吸气腔进气孔10(压力P4)，通过伯努利方程可计算出气体回流速度v为：

ρ：级间腔室气体密度。

算出气体回流速度v之后，可计算出气体回流通径D为：

计算出回流通径D之后，即可确定级间出气孔9和吸气腔进气孔10的取值。

高低压切换模块的控制系统设计：

级间出气孔9与吸气腔进气孔10之间通过管路连接，中间设置有放空阀，放空阀为常闭设计，通过电磁阀控制。

当用户的使用工况为低压力高排量状态时，放空阀关闭，级间出气孔9和吸气腔进气孔10断开。当用户使用压力提高，电磁阀得电，控制放空阀打开，级间出气孔9与吸气腔进气孔10接通，气体开始回流，气量降低，切换到高压力低排量工况。

如上，两级高压主机双工况的切换，完全依靠电磁阀控制放空阀即可实现，控制简单且气体回流量稳定。

在工况切换过程中，无需改变柴油机转速，可保证柴油机一直以最优的状态运行，保证输出功率的稳定，提高整机使用效率。

实施例四：参见附图1-图2所示，在实施例一的基础上改进。

供油机构包括高压油泵8，高压油泵8固定安装在第一级压缩机体1的一侧，高压油泵8上安装有油泵联轴器11，油泵联轴器11的一端与转子12连接。其中，高压油泵8为齿轮泵。

在本实施例中，对于两级高压主机，由于其排气压力高，产品附加值大，所以可靠性要求很高。

如何保证主机运行时轴承的供油稳定，是设计的关键点。

不同于市场上普通两级压缩完全依靠压差供油，如图2所示，该主机创新性采用特制高压油泵8强制供油，高压油泵8通过油泵联轴器11与转子12直连驱动，高压油泵8为齿轮泵，每转流量固定，所以不管主机压力如何波动，都可提供稳定的供油量。

尤其在刚开机系统未建立压力之时，高压油泵8的强制供油可避免轴承短时间内出现缺油的现象，大大提高主机运行的可靠性。

实施例五：参见附图1-图2所示，在实施例四的基础上改进。

供油机构还包括固定安装在第一级压缩机体1外壁一侧的油池13，油池13的底部固定安装有多个油滤14。油池13的顶部一侧固定安装有溢流阀15。

在本实施例中，供油机构上设置有油池13，油池13上设置有多个油滤14，润滑油通过多个油滤14后再进入压缩机内部油道，可避免铁屑等杂质进入压缩机内部损伤轴承。同时，油池13上也设置有溢流阀15，可防止油池内压力过高出现安全事故。

综上，创新的供油机构使得该两级高压主机的可靠性和安全性大幅提高。

上述不同的实施例之间均可以相互组合、替换、搭配使用。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理，上述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，上述实施例和说明书中的描述只是说明本发明创造的原理，在不脱离本发明创造范围的前提下，凡在本发明创造的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于，包括：

第一级压缩机体(1)；

第二级压缩机体(2)，其固定安装在所述第一级压缩机体(1)的下方；

压力切换模块，其设置在所述第一级压缩机体(1)和第二级压缩机体(2)上；其中，所述压力切换模块包括形成在第一级压缩机体(1)和第二级压缩机体(2)之间的级间腔室(3)，所述第一级压缩机体(1)内具有一级压缩腔(5)，所述第二级压缩机体(2)内具有二级压缩腔(6)；以及

供油机构，其安装在所述第一级压缩机体(1)和第二级压缩机体(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述第一级压缩机体(1)的顶部具有进气口(4)，所述第二级压缩机体(2)的底部一侧具有排气口(7)，且所述第一级压缩机体(1)和第二级压缩机体(2)的内腔相互连通。

3.根据权利要求2所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述第二级压缩机体(2)上具有级间出气孔(9)，所述第一级压缩机体(1)上具有吸气腔进气孔(10)，所述级间出气孔(9)和吸气腔进气孔(10)通过管路相连接。

4.根据权利要求1所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述供油机构包括高压油泵(8)，所述高压油泵(8)固定安装在第一级压缩机体(1)的一侧，所述高压油泵(8)上安装有油泵联轴器(11)，所述油泵联轴器(11)的一端与转子(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述高压油泵(8)为齿轮泵。

6.根据权利要求4所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述供油机构还包括固定安装在第一级压缩机体(1)外壁一侧的油池(13)，所述油池(13)的底部固定安装有多个油滤(14)。

7.根据权利要求6所述的一种带高低压切换模块的两级高压螺杆主机，其特征在于：所述油池(13)的顶部一侧固定安装有溢流阀(15)。