單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單螺桿壓縮機(jī)，尤其涉及一種在標(biāo)準(zhǔn)工況下單個(gè)主機(jī)殼體內(nèi)置兩級(jí)獨(dú)立壓縮，接力增壓實(shí)現(xiàn):
[0002]公稱容積流量I?86m3/min ;額定排氣壓力0.7?38Mpa，額定電機(jī)功率7.5?630KW。節(jié)能的‘單機(jī)兩級(jí)壓縮無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)’。
【背景技術(shù)】
[0003]平面直線包絡(luò)CP型單螺桿空氣壓縮機(jī)主要包括單螺桿空氣壓縮機(jī)、單螺桿制冷壓縮機(jī)和正在開發(fā)的單螺桿膨脹機(jī)三大類產(chǎn)品。其中首項(xiàng)已有國家標(biāo)準(zhǔn)，即《GB/T26967-2011 一般用噴油單螺桿空氣壓縮機(jī)》。平面直線包絡(luò)CP型單螺桿壓縮機(jī)已廣泛應(yīng)用于核電站、潛艇、艦船、電動(dòng)大巴、電動(dòng)叉車、機(jī)車、中央空調(diào)、制冷、熱泵、地?zé)?、水泥、鋼鐵、礦山、石油、化工、紡織、機(jī)械、電力、電子、食品、醫(yī)藥、吹瓶、制氧、制氮、顆粒粉狀物料輸送、及氣、液輸送、風(fēng)動(dòng)工具、環(huán)保等眾多行業(yè)。
[0004]單螺桿技術(shù)在國際上是一項(xiàng)前沿高新能源環(huán)保技術(shù)。該技術(shù)的核心是螺桿、星輪構(gòu)成嚙合副的理論研宄，以及關(guān)鍵零部件制造裝備技術(shù)、加工工藝技術(shù)、測量和裝配技術(shù)等。目前單螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)品的研宄、開發(fā)設(shè)計(jì)、制造、工藝技術(shù)已上了一個(gè)新的臺(tái)階。
[0005]然而現(xiàn)有的單螺桿空氣壓縮機(jī)系列各型號(hào)產(chǎn)品:額定排氣壓力0.7?1.25MPa的比功率值大部分還未能達(dá)到《GB19153-2009容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》中規(guī)定的二級(jí)能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，半數(shù)以上的產(chǎn)品能達(dá)到的能效等級(jí)值在二級(jí)至三級(jí)之間，國內(nèi)尚未見有達(dá)一級(jí)能效的單螺桿空氣壓縮機(jī)報(bào)導(dǎo)。新研發(fā)的少數(shù)單螺桿空壓機(jī)試制樣機(jī)中，多采用單級(jí)壓縮的技術(shù)方案，這種采用單級(jí)壓縮達(dá)到額定排氣壓力3MPa的樣機(jī)，其內(nèi)壓力比一般高達(dá)幾十。存在壓力比過高、容積效率低、耗能大(比功率大)、排氣溫度高導(dǎo)致更多冷卻潤滑密封油，處于氣相從而增加油氣分離的難度，油變質(zhì)、易燃、失效等難題。
[0006]借鑒雙螺桿壓縮機(jī)全譜系低壓兩級(jí)壓縮產(chǎn)品每一臺(tái)都可以達(dá)到I級(jí)能效，比2級(jí)能效省電15%，的成功經(jīng)驗(yàn)，以及美海軍早在幾十年前就使用壓力6.16MPa單級(jí)和兩級(jí)壓縮單螺桿壓縮機(jī)，認(rèn)定高壓無油水潤滑單螺桿壓縮機(jī)是美國海軍的唯一選擇，所以唯有單螺桿壓縮未能引進(jìn)技術(shù)?，F(xiàn)將‘單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)’推廣到單螺桿壓縮機(jī)行業(yè)，尤其是單機(jī)兩級(jí)壓縮0.7?38Mpa高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)，將會(huì)提高國防實(shí)力和大的社會(huì)節(jié)能減排效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種高低壓節(jié)能空氣壓縮機(jī)，其氣體壓力損耗小，比功率得到有效降低，同時(shí)具有較高的容積效率和絕熱效率。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:主機(jī)的殼體(3)內(nèi)有兩個(gè)嚙合參數(shù)相同圓柱螺桿(I)，串聯(lián)在一根水平主軸(4)上，每個(gè)螺桿兩側(cè)中心對(duì)稱地各安置一件嚙合參數(shù)相同平面星輪
(2)，共4件組成兩套在同一殼體(3)內(nèi)，構(gòu)成獨(dú)立無油噴冷卻水潤滑單機(jī)兩級(jí)增壓壓縮機(jī)。
[0009]作為更進(jìn)一步描述，單機(jī)殼體(3)內(nèi)置兩個(gè)獨(dú)立壓縮階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在同一殼體內(nèi)水平主軸(4)上，串聯(lián)兩件嚙合參數(shù)相同6條螺旋槽圓柱螺桿(I)和在其兩側(cè)各安置I件嚙合參數(shù)相同水平中心對(duì)稱齒平面星輪(2)共4件，在同一殼體內(nèi)組成獨(dú)立節(jié)能的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)。一級(jí)壓縮螺桿槽剛封閉時(shí)截面內(nèi)噴嘴(5)噴霧化冷水，兩級(jí)壓縮之間，即兩個(gè)螺桿轉(zhuǎn)子之間排氣通道截面設(shè)置適合壓力氣噴嘴(7)噴霧化冷水。
[0010]制造時(shí)，根據(jù)需要的壓縮機(jī)公稱容積流量和額定排氣壓力，確定前后兩級(jí)內(nèi)壓力比平方等于排氣壓力。最高壓力38Mpa時(shí)每級(jí)內(nèi)壓力比僅為6.16。選用嚙合參數(shù)相同的螺桿、星輪嚙合副參數(shù)設(shè)計(jì)，符合產(chǎn)品系列化；零部件通用化；零件標(biāo)準(zhǔn)化；結(jié)構(gòu)典型化設(shè)計(jì)。然后計(jì)算出前后兩級(jí)螺桿相同的圓柱螺桿直徑dl、螺桿槽(星輪齒)寬b、螺桿倒角a’及倒角端面中心距L’、相同的平面星輪半徑R2以及圓柱螺桿和平面星輪間的中心距A。而后通過計(jì)算相同的內(nèi)壓力比，獲得兩對(duì)相同排氣壓力比的特殊直角三角孔口的形狀、尺寸和位置。
[0011]在標(biāo)準(zhǔn)工況下，單個(gè)壓縮機(jī)主機(jī)殼體內(nèi)置了兩級(jí)獨(dú)立壓縮階段，接力增壓，每級(jí)壓縮壓力比小，軸承負(fù)載小，有效利用一級(jí)壓力動(dòng)能因此壓縮機(jī)更加節(jié)能，壽命更長。第一級(jí)壓縮后不設(shè)獨(dú)立的中間冷卻器，而是在第一級(jí)壓縮機(jī)排氣腔，二級(jí)吸氣腔前，設(shè)計(jì)安置兩組具有充分霧化適合壓力氣流的冷卻水噴嘴(7)，使第一級(jí)壓縮氣體經(jīng)過直接噴霧化良紅冷卻水后再進(jìn)入第二級(jí)增壓壓縮，由于壓力比低，氣體壓力損耗小、提高了壓縮機(jī)的容積效率、絕熱效率，降低了壓縮機(jī)的比功率。
[0012]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:在標(biāo)準(zhǔn)工況下，經(jīng)單機(jī)兩級(jí)壓縮可生產(chǎn)出高低壓節(jié)能水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)，公稱容積流量I?86m3/min ;額定排氣壓力0.7?38Mpa，額定電機(jī)功率7.5?630KW全譜系產(chǎn)品。圓滿解決了國防急需的高壓無油水潤滑高低壓增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)的難題，及醫(yī)藥、食品等要求高的客戶需要，也是社會(huì)節(jié)能減排的需要。不僅降低了設(shè)計(jì)和制造成本，減輕重量和體積，無油安全而且大幅度節(jié)約能源，產(chǎn)品的能效等級(jí)可達(dá)到《GB19153-2009容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》中規(guī)定的一級(jí)能效規(guī)定值的標(biāo)準(zhǔn)，可降低壓縮機(jī)的能量消耗成本10%?15%，節(jié)能效果顯著。
【附圖說明】
[0013]圖1為圓柱螺桿和平面星輪嚙合參數(shù)示意圖；
[0014]圖2為單螺桿空氣壓縮機(jī)單主機(jī)殼體內(nèi)置兩級(jí)獨(dú)立壓縮機(jī)增壓結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為一級(jí)壓縮氣體剛被封閉截面，噴嘴5直接噴霧化冷水示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1，圓柱螺桿I的直徑為dl，平面星輪2半徑為R2，螺桿I的槽寬(平面星輪2齒寬)b，圓柱螺桿I和平面星輪2間的中心距為A，螺桿端面倒角a’，倒角端面至中心距L’，通過螺桿展開曲線和適當(dāng)?shù)膬?nèi)壓力比，獲得兩對(duì)相同排氣三角孔口 6的形狀、尺寸和位置。
[0017]實(shí)施例1
[0018]如圖2、圖3所示，為一種單機(jī)兩級(jí)增壓壓縮高低壓節(jié)能空氣壓縮機(jī)，單機(jī)殼體3內(nèi)置兩個(gè)獨(dú)立壓縮階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在同一殼體內(nèi)水平主軸4上，串聯(lián)兩件嚙合參數(shù)相同6條螺旋槽圓柱螺桿I和在其兩側(cè)各安置I件嚙合參數(shù)相同的、水平中心對(duì)稱的齒平面星輪2共4件，在同一殼體內(nèi)組成獨(dú)立節(jié)能的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)。一級(jí)壓縮螺桿槽剛封閉時(shí)截面內(nèi)噴嘴5噴霧化冷水，兩級(jí)壓縮之間，即兩個(gè)螺桿轉(zhuǎn)子之間排氣通道截面設(shè)置適合壓力氣噴嘴7噴霧化冷水。在一根水平主軸4上串聯(lián)了嚙合參數(shù)相同的兩個(gè)圓柱螺桿I直徑dl，每個(gè)螺桿水平兩側(cè)中心對(duì)稱各安置I件平面星輪2組成嚙合副，平面星輪的半徑R2，圓柱螺桿I與平面星輪2的中心距A，與殼體3內(nèi)壁組成兩獨(dú)立的一、二兩級(jí)增壓壓縮機(jī)。圖2為一級(jí)壓縮壓力氣排氣通道，設(shè)有噴嘴7噴霧化良好冷卻水示意圖。圖3—級(jí)壓縮腔剛封閉截面噴嘴5示意圖。壓縮氣體經(jīng)排氣三角口 6，經(jīng)排氣通道由噴嘴7噴霧化冷卻水后，直接進(jìn)入二級(jí)壓縮腔，通過排氣通道集中從上方排出。
[0019]兩級(jí)獨(dú)立壓縮在第一、二級(jí)壓的低壓腔螺桿槽吸氣口部位各設(shè)計(jì)兩組不同具有優(yōu)良霧化冷卻水效果的特制噴嘴，壓縮氣體經(jīng)排氣腔直接進(jìn)入與之相鄰的第二級(jí)壓縮吸氣腔，經(jīng)過噴霧化良好的霧化水冷卻后繼續(xù)增壓的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0020]對(duì)壓縮機(jī)主機(jī)進(jìn)行噴冷卻水量的計(jì)算、噴嘴良好霧化效果的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及噴水位置的精確計(jì)算、壓縮機(jī)輔機(jī)技術(shù)參數(shù)的精確計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
[0021]壓縮機(jī)關(guān)鍵零部件采用先進(jìn)工藝技術(shù)和高精度專業(yè)設(shè)備優(yōu)其是螺桿和星輪型線須高分度精度且同等級(jí)精度專機(jī)加工等諸多要素來實(shí)施。從而實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)工況下主機(jī)內(nèi)置兩級(jí)獨(dú)立壓縮的單機(jī)兩級(jí)無油水潤滑單螺桿空氣壓縮機(jī)的額定公稱容積流量l_86m3/min，額定電機(jī)功率15-500KW，排氣壓力達(dá)到0.7-38Mpa高低壓全譜系。較單級(jí)壓縮機(jī)節(jié)能15%以上的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明一種新型節(jié)能主機(jī)機(jī)殼內(nèi)置兩級(jí)獨(dú)立壓縮空間串聯(lián)而成的，單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑單螺桿空氣壓機(jī)的較佳實(shí)例而已，并非對(duì)本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī):主機(jī)包括:圓柱螺桿(I)、平面星輪(2)、殼體(3)，其特征在于:所述壓縮機(jī)采用單機(jī)兩級(jí)壓縮增壓，主機(jī)的殼體(3)內(nèi)有兩個(gè)嚙合參數(shù)相同圓柱螺桿(I)，串聯(lián)在一根水平主軸(4)上，每個(gè)螺桿兩側(cè)中心對(duì)稱地各安置一件嚙合參數(shù)相同平面星輪(2)，共4件組成兩套在同一殼體(3)內(nèi)，構(gòu)成獨(dú)立無油噴冷卻水潤滑單機(jī)兩級(jí)增壓壓縮機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)，其特征在于:在同一殼體內(nèi)水平主軸(4)上，串聯(lián)兩件嚙合參數(shù)相同6條螺旋槽圓柱螺桿(I)和在其兩側(cè)各安置I件嚙合參數(shù)相同水平中心對(duì)稱齒平面星輪(2)共4件，在同一殼體內(nèi)組成獨(dú)立節(jié)能的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種節(jié)能的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮機(jī)，在空氣壓縮機(jī)單機(jī)主機(jī)殼體(3)內(nèi)，水平放置主軸(4)，其上串聯(lián)兩個(gè)嚙合參數(shù)相同的圓柱螺桿(1)、兩側(cè)水平分別中心對(duì)稱安置嚙合參數(shù)相同兩平面星輪(2)，分別與殼體(3)內(nèi)壁組成兩獨(dú)立的增壓空氣壓縮機(jī)。初壓在螺旋槽在剛封閉時(shí)由噴嘴(5)噴霧化冷卻水，一級(jí)壓縮后，在兩個(gè)螺桿轉(zhuǎn)子(1)之間有冷卻水噴嘴(7)噴霧化冷卻水。本實(shí)用新型利用一級(jí)的氣體壓力，接力增壓起點(diǎn)高，損耗小，比功率得到有效降低，同時(shí)具有較高的容積效率和絕熱效率，是一種低能耗高效率節(jié)能、減重量、省空間的單機(jī)兩級(jí)壓縮高低壓無油水潤滑增壓單螺桿空氣壓縮。
【IPC分類】F04C23/00, F04C18/52
【公開號(hào)】CN204663884
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520099936
【發(fā)明人】方英了
【申請(qǐng)人】方英了
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日