双吸平衡式双螺杆压缩机 |
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| 申请号 | CN201610293951.1 | 申请日 | 2016-05-03 | 公开(公告)号 | CN105805002A | 公开(公告)日 | 2016-07-27 |
| 申请人 | 华东交通大学; | 发明人 | 王小明; 田岗; 熊国良; 田青青; 杨志; 邓玲; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种双吸平衡式双螺杆 压缩机 ，压缩机主机采用由左排气座、左 工作腔 、中隔部、右工作腔、右排气座构成的五段式结构，驱动动 力 由 联轴器 输入。工作介质由设置在中隔部上的进气口吸入，经过左、右工作腔中分别对称相向平行配置的一对大小、形状相同，旋向相反的阴、阳 转子 的机械压缩后分别从左、右排气座上的排气口排出。由于左、右工作腔内阴、阳转子相向布置而使转子的轴向负载大小相等、方向相反，在理论上可实现各 支撑 件轴向受力为零。从而使支撑件及外形尺寸减小三分之一以上；降低支撑件的故障发生率一半以上；提高无故障运行时间一倍以上，较大幅度地提高生产效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种双吸平衡式双螺杆压缩机，其特征在于：压缩机机体采用中部吸气、两侧排气的五段式布局的整体结构，该五段式整体结构分别是左排气座（18）、左工作腔（17）、中隔部（14）、右工作腔（10）、右排气座（5）五部分；该压缩机包括中隔部（14），阴、阳转子，左、右工作腔（17、10），花键（13），径向定位轴承（6），轴向定位轴承（12），左、右排气座（18、5），前、后端盖（4、24），唇形密封圈（3），同步齿轮（19）；左、右工作腔（17、10）对称分布在中隔部（14）的两侧，同时左、右排气座（18、5）分别与左、右工作腔（17、10）连接，伸出右排气座（5）的转子轴轴颈通过联轴器（1）与驱动电机相连；在左、右工作腔（17、10）中，分别平行配置一对相互啮合的阴、阳转子，两工作腔中对应的阴、阳转子大小、形状相同，旋向相反，在左、右排气座（18、5）上分别布置一个供工作腔排出被压缩气体的排气口（21）；在中隔部（14）上设有与进气装置相连并与左、右工作腔相连的进气口（11），同时中隔部（14）又将左、右工作腔（17、 |
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| 说明书全文 | 双吸平衡式双螺杆压缩机技术领域背景技术[0002] 螺杆压缩机是石油、石化企业可燃气等回收装置关键设备，其能否稳定运行直接关系到可燃气等回收装置的经济效益和稳定运行。由于工厂的尾气中含可燃性气体或毒性气体，如果螺杆压缩机经常出现故障，由于对其维修将可能会引发生产上的非计划性停工，除了会造成重大经济损失外，还可能会给工厂带来许多安全问题，同时也会严重污染环境。目前市场上所有的螺杆压缩机都是单吸非平衡式螺杆压缩机，其主机中通常是配置一对相互啮合的阴阳转子，压缩机体内设单一的工作腔，工作介质从转子的一端吸入，另一端排出。这种螺杆压缩机的阴阳转子轴向、径向都受力且轴向受力很大，除导致其振动和噪音较大之外更重要的是导致其支撑件无故障运行时间较短，技术维护周期长，因此，螺杆压缩机的寿命成了制约这类企业安全生产的关键因素。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种双吸平衡式双螺杆压缩机，该压缩机结构科学合理，使用寿命长，运行稳定，噪声振动小，便于维修，经济效益高。 [0004] 本发明的技术方案为：一种双吸平衡式双螺杆压缩机，整个压缩机机体采用两个传统式双螺杆压缩机相向布置的原理结构方式经结构性优化后成中部吸气、两侧排气的五段式布局的整体结构，整体结构包括左排气座、左工作腔、中隔部、右工作腔、右排气座五部分；该压缩机包括中隔部，阴、阳转子，左、右工作腔，花键，径向定位轴承，轴向定位轴承，左、右排气座，前、后端盖，唇形密封圈、同步齿轮；左右工作腔对称分布在中隔部的两侧，同时左右排气座分别与左右工作腔连接，伸出右侧排气座的转子轴轴颈通过联轴器与驱动电机相连；在左、右工作腔中，分别平行配置一对相互啮合的阴、阳转子，两工作腔中对应的阴、阳转子大小、形状相同，旋向相反，在左、右排气座上分别布置一个供工作腔排出被压缩气体的排气口；在中隔部上设有与进气装置相连并与左、右工作腔相连的进气口，同时中隔部又将左、右工作腔分隔开。 [0005] 在左、右工作腔中间设有中隔部，中隔部支撑左、右工作腔内阴、阳转子的一端，且在中隔部结构中设有将左、右工作腔分隔的中隔板。 [0006] 左、右工作腔的进气口均设在中隔部上。 [0007] 排气口分别设置在左、右排气座上。 [0008] 阴、阳转子芯轴上设有螺旋密封。 [0009] 压缩机机体采用上下剖分式或整体式的结构。 [0010] 双吸平衡式双螺杆压缩机的阴、阳转子的结构存在三种方案可供选择，其主要目的是降低其加工难度，提高零件的结构工艺性。关键是组装成一体的组件应保持其螺旋结构的对称；方案1阴、阳转子轴采用两段式且轴与螺旋套是独立零件的结构形式。其轴通过花键定方向连接成一长轴，左、右螺旋套通过定位键、紧固螺母分别固连在左、右轴上； 方案2阴、阳转子轴采用左右轴一体式且左、右螺旋套是独立零件的结构形式。左、右螺旋套通过定位键、紧固螺母分别固连在整轴的左、右两侧； 方案3阴、阳转子轴采用两段式且轴与螺旋套是非独立零件的结构形式。左右转子轴通过花键定方向连接成一体。 [0011] 本发明的优点在于：由于本发明采用双工作腔相向布置，两工作腔内的转子大小形状相同、旋向相反；进气口设于中隔部并被中隔板隔分为两个进气口分别供左、右工作腔吸气，排气口设于排气座的特殊结构；导致其轴向负载实现真正意义上的相互抵消而平衡即轴向负载为零而表现出独特的优势特性。其优势特性至少有三，一是可消除阴阳转子轴向窜动，大幅度改善核心部件及支撑件的受力状态，并使支撑件及整体结构的外形尺寸将减小三分之一以上；二是减少支撑件温升，降低工作噪声，提高使用寿命并使支撑件的故障发生率降低一半以上；三是延长维修周期，提高工作效率并使无故障运行时间一倍以上。生产效益可有较大幅度地提高。 [0012] 由于本发明采用中隔部结构，巧妙的分隔开了两个工作腔，使两个工作腔实现了无串气，大大减少了气扰振动和噪音；同时由于该发明采用双吸结构，轴向负载为零，可消除转子轴向串振与噪音。因此，运行平稳、振动和噪音明显减小是其特征之一。 [0013] 本发明根据不同的工况条件，为阴阳转子设定了三种结构方案。既可解决阴、阳转子加工工艺性差的问题，也能根据不同的工况需求科学地选用阴、阳转子的结构形式。 [0014] （1）转子轴采用两段式且轴与螺旋套是独立零件的结构形式。其轴通过花键定方向连接成一长轴，左、右螺旋体通过定位键、紧固螺母分别固连在左、右轴上。该种结构的螺杆可以实现轴和螺旋套的分别加工，其加工工艺明显改善，加工更具有针对性和灵活性，同时也有利于实现更换维修模式，但是，对于这种结构的转子，轴向力主要加载于螺旋套的端面，当载荷较大时，对于螺旋套的轴向定位采用轴肩定位方式。 [0015] （2）转子轴采用左右轴一体式且左、右螺旋套是独立零件的结构形式。左、右螺旋套通过定位键、紧固螺母分别固连在整轴的左、右两侧。这种结构和前一种结构相比差别在于芯轴为一体，其缺陷是：对于大排量大压比压缩机的长轴而言加工工艺性变差；对于小排量小压比压缩机的芯轴会使得其中间支撑的结构尺寸无法减小到理想的尺寸。 [0017] 图1为本发明中螺杆的第一种结构方案主视图；图2为本发明中螺杆的第一种结构方案轴向半剖图； 图3为本发明中螺杆的第一种结构方案A-A剖视图； 图4为本发明中螺杆的第二种结构方案主视图； 图5为本发明中螺杆的第二种结构方案轴向半剖图； 图6为本发明中螺杆的第三种结构方案主视图； 图7为本发明中螺杆的第三种结构方案B-B剖视图； 图8为本发明的外形结构图； 图9为本发明的结构剖面图； 图10为本发明的中隔部的结构图； 图11为本发明压缩机的装配外形图； 图12为本发明压缩机的装配剖视图。 [0018] 图中：1-联轴器，2-小端盖，3-唇形密封圈，4-前端盖，5-右排气座，6-径向定位轴承，7-螺旋密封，8-右侧阴转子，9-右侧阳转子，10-右工作腔，11-进气口，12-轴向定位轴承，13-花键，14-中隔部，15-左侧阳转子，16-左侧阴转子，17-左工作腔，18-左排气座，19-同步齿轮，20-中隔板，21-排气口，22-进气法兰，24-后端盖，25-左端从动轴，26-左端主动轴，27-右端主动轴，28-右端从动轴，29-径向定位键，30-螺旋套，30a-阳转子螺旋套，30b-阴转子螺旋套，31-紧固螺母，32-花键，33-主动轴，34-螺旋套，34a-阳转子螺旋套，34b-阴转子螺旋套，35-从动轴，36-紧固螺母，37-径向定位键。 具体实施方式[0019] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。以下实施例仅仅用来更好的介绍本发明，不用来限制本发明的保护范围。 [0020] 实例1：一种双吸平衡式双螺杆压缩机，它包括联轴器1，小端盖2，唇形密封圈3，前端盖4，右排气座5，径向定位轴承6，螺旋密封7，右侧阴转子8，右侧阳转子9，右工作腔10，进气口11，轴向定位轴承12，花键13，中隔部14，左侧阳转子15，左侧阴转子16，左工作腔17，左排气座18，同步齿轮19，中隔板20，排气口21，进气法兰22，后端盖24。 [0021] 本实施例的构成是：机体采用五段式分布，中间设有中隔部14，中隔部14上设有一个圆形进气法兰22，在圆形进气法兰22及中隔部14内部设有中隔板20，将进气法兰22及内部气道分隔成两半。在中隔部14右侧连接右工作腔10，在中隔部14左侧连接左工作腔17。右工作腔10中平行的配置着一对相互啮合的阴、阳转子8、9，左工作腔17中平行的配置着一对相互啮合的阴、阳转子16、15，左右侧的相应的转子的螺旋齿部分大小形状相等，旋向相反，左工作腔17与左排气座18连接，右侧工作腔10与右排气座5连接，左、右排气座18、5上分别设有排气口21，右侧阳转子9一端通过一个径向定位轴承6固定在右排气座5上，另一端通过两个轴向定位轴承12固定在中隔部14上，左侧阳转子15一端通过一个径向定位轴承固定在左排气座18上，另一端通过花键13与右侧阳转子9固定，右侧阴转子8一端通过一个径向定位轴承6固定在右排气座5上，另一端通过两个轴向定位轴承12固定在中隔部14上，左侧阴转子16一端通过一个径向定位轴承6固定在左排气座18上，另一端通过花键13与右侧阴转子8固定。在转子8、9、15、16靠近排气座的一侧的芯轴上都有螺旋密封7。前端盖4固定在右排气座5上，后端盖24固定在左排气座18上，小端盖2固定在前端盖4上，在小端盖2前盖4中间设有唇形密封圈3。同步齿轮19分别固定在左侧阳转子15和左侧阴转子16的左端部。右侧阳转子9通过联轴器1与电动机连接。小端盖2、右排气座5、右工作腔10、中隔部14、左工作腔17、左排气座18、后端盖24中两两结合面间除加工平整外还设有密封结构。 [0022] 实例2：大部结构和装配关系与实例1相同，其中不同之处在于阴阳转子的结构组成，在本例中，左侧主动轴26和右侧主动轴27通过花键32连接为一长主动轴，左侧从动轴25和右侧从动轴28通过花键32连接为一长从动轴，螺旋套30通过径向定位键29和紧固螺母31分别固定在长主动轴两侧和长从动轴两侧。其中螺旋套30分阳转子螺旋套30a和阴转子螺旋套30b，且其左右对应螺旋套形状大小相同，旋向相反。 [0023] 实例3：大部分结构和装配关系与实例1相同，其中不同之处在于阴阳转子的结构组成，在本例中螺旋套34通过径向定位键37和紧固螺母36分别固定在主动轴33的两侧和从动轴35的两侧，其中螺旋套分阳转子螺旋套34a和阴转子螺旋套34b，其左右对应的螺旋套形状大小相同，旋向相反。 |
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