技术领域
[0001] 本
发明涉及压缩机技术领域，更具体地说，它涉及一种双级压缩机。
背景技术
[0002] 目前，公开号为CN108150418A的中国
专利公开一种双级
螺杆压缩机及压缩方法其包括主机，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。
[0003]
现有技术中类似于上述的双级压缩机，自然空气通过空气
过滤器进入第一级压缩，在压缩腔与少量
润滑油混合，同时将混合气体压缩到级间压
力。压缩后的气体进入冷却通道，与大量
油雾接触，从而大大降低了
温度。但现有的冷却双级压缩机其不能够根据具体情况进行降温的调节，因此在外界环境变化后，较难达到理想的等温压缩效果。
发明内容
[0004] 针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种双级压缩机，其具有冷却温度可控，能够达到等温压缩的优点。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种双级压缩机，包括
控制器、压缩
机体和冷却润滑系统，所述压缩机本体包括连通的一级压缩腔、级间通道和二级压缩腔，所述机体的
侧壁上开设有连通一级压缩腔的机体进气口和连通二级压缩腔的机体出气口，所述冷却润滑系统包括获取机体出气口的油气进行油气分离同时作为供油源的油气分离筒、连通油气分离筒和级间通道的回油管道以及设置于回油管道上用于控制回油管道内进入到级间通道润滑油的流量的流量控制
阀；所述机体进气口设置有进气温度
传感器，所述机体出气口上设置有出气温度传感器；所述控制器电连接进气温度传感器、出气温度传感器和流量
控制阀，且所述控制器比较进气温度传感器和出气温度传感器输出的电
信号，输出控制
流量控制阀开度的
电信号；当进气温度传感器输出的温度低于出气温度传感器时，控制器输出在流量控制阀的调节
阈值内输出提升流量控制阀开度的电信号；当进气温度传感器输出的温度高于出气温度传感器时，控制器输出在流量控制阀的调节阈值内输出减小流量控制阀开度的电信号。
[0006] 通过采用上述技术方案，根据玻义
耳－
马略特定律，空气在压缩过程中，在最理想的情况下，空气压缩后温度不升高，与压缩前的温度相等，称为“等温压缩”。在等温压缩时，由于温度不变，气体分子运动的
动能没有变化。而压力升高后的
质量比体积缩小，分子之间的距离缩小，分子相互作用的位能减小。所以，空气等温压缩后内部的
能量反而是减少的。压缩机消耗的功也会减小，整个空压机的效率也会提升。
[0007] 而通过调节流量控制阀的开度，能够对进入级间通道内的润滑油流量进行调节；当进入级间通道内的润滑油流量大，润滑油能够带走的热量多，降温效果好。因此控制器通过对进气温度传感器和出气温度传感器输出的电信号进行比较，根据比较情况提升或降低润滑油的流量，能够实现对机体降温的闭环控制。
[0008] 本发明进一步设置为：所述冷却润滑系统还包括设置于回油管道上的油冷却器，所述油冷却器设置于油气分离筒和流量控制阀之间。
[0009] 通过采用上述技术方案，油冷却器对回油管道内的润滑油进行降温，使回油温度下降，使得循环使用的润滑油温度和级间气体之间存在温度差，来起到更好的降温效果。
[0010] 本发明进一步设置为：所述油冷却器包括呈蛇形设置油冷换
热管，固定于油冷换热管端面上用于进行热传递的油冷
散热翅片以及出
风口朝向油冷散热翅片的变频风扇。
[0011] 通过采用上述技术方案，蛇形的油冷换热管具有较长管道长度以及较大导热面积，油冷散热翅片固定在油冷换热管上进一步增大了油冷换热管的散热面积；变频风扇由变频
电机驱动转动，因此能够根据需求调节转速达到不同的散热效果。
[0012] 本发明进一步设置为：所述油气分离筒底部设置储油温度传感器，控制器基于储油温度传感器输出的温度信号，控制变频风扇的
输出信号；当储油温度传感器输出的温度信号增大，则控制器输出提高变频风扇的输出功率的电信号。
[0013] 通过采用上述技术方案，控制器根据储油温度传感器输出的
温度控制变频风扇输出功率，油温高的时候提升变频风扇功率，油温低的时候降低变频风扇功率，使得从油冷却器中流出的润滑油能够处于较为稳定的温度中，使得整体温控效果更强。
[0014] 本发明进一步设置为：所述冷却润滑系统还包括设置于回油管道上的油温控三通阀，所述温控三通阀包括入油口、低温出油口和高温出油口；所述温控三通阀的入油口和高温出油口均设置于油冷却器的入油端的前侧，温控三通阀的低温出油口设置于油冷却器的出油端和流量控制阀的入油端之间；所述控制器内设置有切换温控三通阀连接两端的
开关温度阈值；当储油温度传感器检测的温度信号低于开关温度阈值，控制器输出接通电控三通阀的入油口和低温出油口的
控制信号，当储油温度传感器检测的温度信号高于开关温度阈值时，控制器输出电信号接通电控三通阀的入油口和高温出油口的控制信号。
[0015] 通过采用上述技术方案，在油温较低的情况下，让润滑油不通过油冷却器直接进入到流量控制阀内，能够加快润滑油的流动效率。
[0016] 本发明进一步设置为：所述双级压缩机还包括连接油气分离筒油气出气口的二级处理系统；所述二级处理系统包括用于分离油气的油细分离器和冷却气体的后冷却器。
[0017] 通过采用上述技术方案，二级处理系统通过油细分离器对油气进行细分离，同时通过后冷却器对气体进行冷却，使得从二级处理系统移出的气体洁净且温度不会过高。
[0018] 本发明进一步设置为：所述后冷却器临近于油冷却设置，能接收变频风扇吹出的气流。
[0019] 通过采用上述技术方案，后冷却器接收变频风扇吹出的气流，使得后冷却器能够和油冷却器同步散热，减少驱动散热的器件，节约成本。
[0020] 本发明进一步设置为：所述包括呈蛇形的后冷散热管和固定在后冷换热管上的后冷散热翅片。
[0021] 通过采用上述技术方案，和油冷却器类似的结构使得后冷却器跟变频风扇配合，能够起到较好的散热效果。
[0022] 本发明进一步设置为：所述级间通道的侧壁上开设有多个的进油孔，回油管道连接级间通道的端部分别连入进油孔内，并在进油孔内设置喷头。
[0023] 通过采用上述技术方案，通过多个进油孔和喷头的配合，使得从回油管道内进入到级间通道内的润滑油能够均匀分布在级间通道内，起到更好的散热效果。
[0024] 本发明进一步设置为：所述双级压缩机还包括一级压缩主机和二级压缩主机，所述一级压缩主机和二级压缩主机呈卧式或立式连接在压缩机体。
[0025] 通过采用上述技术方案，卧式或立式连接在压缩机体都能起到良好的散热效果。
[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）采用流量控制阀对进去级间通道的润滑油流量控制，实现对压缩机体出气温度的简易控制；
（2）采用油冷却器和后冷却器，进一步提升系统出气温度不会过高。
附图说明
[0027] 图1为本
实施例的结构示意图；图2为本实施例中双级压缩系统的结构示意图。
[0028] 附图标记：1、控制器；11、进气温度传感器；12、出气温度传感器；13、储油温度传感器；14、外气进口；15、供气出口；2、双级压缩系统；21、压缩机体；211、一级压缩腔；212、级间通道；213、二级压缩腔；214、机体进气口；215、机体出气口；216、一级压缩螺杆组；217、二级压缩螺杆组；22、空气滤清器；23、一级压缩主机；24、二级压缩主机；3、冷却润滑系统；31、油气分离筒；311、筒体；312、油位计；313、
安全阀；314、放油阀；32、油冷却器；321、油冷换热管；322、油冷散热翅片；323、变频风扇；33、流量控制阀；34、温控三通阀；35、润滑油过滤器；36、回油管道；37、喷头；4、二级处理系统；41、油细分离器；42、最小压力阀；43、后冷却器；
431、后冷散热管；432、后冷散热翅片；44、油细回管。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
[0030] 实施例，一种双级压缩机，如图1所示，包括控制器1、双级压缩系统2、冷却润滑系统3和二级处理系统4。双级压缩系统2上具有供气体进入的外气进口14，外部空气从外气进口14进入双级压缩系统2压缩至
指定气压的大小后排出；冷却润滑系统3在双级压缩系统2中形成供油回路，首先冷却润滑系统3能够为双级压缩系统2供油进行冷却和润滑，其次冷却润滑系统3连接在双级压缩系统2的末端，对双级压缩系统2输出的油气进行初步油气分离，实现大部分润滑油的回收。二级处理系统4接收冷却润滑系统3初步油气分离进行冷却和细油分离，并且二级处理系统4的末端设置有用于供气的供气出口15；控制器1连接双级压缩系统2、冷却润滑系统3和二级处理系统4，使得对供气出口15输出气体的温度和压缩比的控制。
[0031] 如图1所示，双级压缩系统2包括压缩机体21、空气滤清器22、一级压缩主机23和二级压缩主机24。空气滤清器22可拆卸在压缩机体21上，空气滤清器22进气的一侧构成外气进口14，空气从外气进口14中进入空气滤清器22，空气滤清器22将杂质过滤避免杂质进入压缩机体21。
[0032] 如图1、2所示，压缩机体21内包括连通的一级压缩腔211、级间通道212和二级压缩腔213，机体的侧壁上开设有连通一级压缩腔211的机体进气口214和连通二级压缩腔213的机体出气口215。一级压缩腔211内安装有一级压缩螺杆组216，一级压缩主机23联动一级压缩螺杆组216用于驱动一级压缩螺杆组216转动，提供驱动气体从进气口压缩送入级间通道212的动力；二级压缩腔213室内安装有二级压缩螺杆组217，二级压缩主机24联动二级压缩螺杆组217用于驱动二级压缩螺杆组217转动，提供驱动一级压缩后的气体从级间通道212压缩送至机体排气口的动力。其中一级压缩主机23和二级压缩主机24可以是卧式的也可以是立式的。
[0033] 如图1所示，进一步的，压缩机体21上还设置有进气温度传感器11和出气温度传感器12。进气温度传感器11和出气温度传感器12均连接控制器1。进气温度传感器11设置于压缩机体21的机体进气口214上，用于获取压缩机体21的进气温度；出气温度传感器12设置于压缩机体21的机体出气口215上，用于获取压缩机体21的出气温度。
[0034] 另外，一级压缩主机23和二级压缩主机24均为变频电机，且均带有各自的变频控制系统。控制器1控制连接一级压缩主机23和二级压缩主机24，来对一级压缩主机23和二级压缩主机24的转速进行调节。
[0035] 如图1所示，润滑冷却系统包括油气分离筒31、回油管道36、油冷却器32以及流量控制阀33。其中油气分离筒31连接于压缩机体21的机体出气口215上，获取压缩机体21输出的油气并进行初步的油气分离，同时油气分离筒31也作为供油源，为压缩机体21提供用于冷却的润滑油；回油管道36连接油气分离筒31和级间通道212，由于机体出气口215的气压是有级间通道212的气体经过压缩后获得，油气分离筒31的气压等于机体出气口215的气压，因此油气分离筒31内的气压高于级间通道212的气压，在压力的作用下，油气分离筒31内的润滑油通过回油管道36将向级间通道212流动。油冷却器32设置于回油管道36临近油气分离筒31的一侧，用于冷却回油管道36内经过油冷却器32的润滑油，使得从油冷却器32中流过的润滑油处于预设的温度阈值范围内。流量控制阀33设置于回油管道36临近级间通道212的一侧，用于控制回油管道36内进入到级间通道212润滑油的流量，通
过喷入级间通道212内的润滑油量，控制对级间通道212的冷却效果。
[0036] 如图1所示，油气分离筒31包括筒体311、设置于筒体311顶壁一侧的油气进口、设置于筒体311顶壁远离进气头一侧的油气出口以及设置于筒体311底壁上的回油口；油气进口连接机体出气口215，回油口连接回油管道36，油气出口连接二级处理系统4。因此从油气进口内进入油气分离筒31的油气通过碰撞，大部分润滑油被分离汇集在油气分离筒31内进行储存，少部分的润滑油和压缩气体结合从油气出口中移入二级处理系统4。油气分离筒31中储存的润滑油，从回油口进入回油管道36为压缩机体21内的气体冷却。
[0037] 进一步的，如图1所示，油气分离筒31上还设置有油位计312，油位计312用于指示油气分离筒31内的油气高低，便于操作人员观察；油气分离筒31的顶壁上还设置有安全阀313，安全阀313内设置有安全的气压阈值，当油气分离筒31内超过安全的气压阈值，安全阀
313将被打开进行泄压。另外，在油气分离筒31底壁的一侧开设置有放油阀314，放油阀314用于在清理油气分离筒31时打开。
[0038] 如图1所示，油冷却器32包括呈蛇形设置油冷换热管321，固定于油冷换热管321端面上用于进行热传递的油冷散热翅片322以及出风口朝向油冷散热翅片322的变频风扇323。蛇形的油冷换热管321具有较长管道长度以及较大导热面积，油冷散热翅片322固定在油冷换热管321上进一步增大了油冷换热管321的散热面积；变频风扇323由变频电机驱动转动，因此变频风扇323通过和控制器1电连接，受控制器1控制转速；油冷却器32中流过的润滑油的温度能够通过在油气分离筒31底部设置储油温度传感器13进行检测。控制器1基于储油温度传感器13输出的温度信号，控制变频风扇323的输出信号；当储油温度传感器13输出的温度高，则控制器1将提高变频风扇323的输出功率，加快散热。
[0039] 如图1所示，流量控制阀33为电控阀。控制器1电连接流量控制阀33，通过输出的
电压控制流量控制阀33的开度，实现对回油管道36内的流量进行控制。控制器1接收进气温度传感器11和出气温度传感器12输出的温度信号，并进行比较。当出气温度传感器12输出的温度信号高于进气温度传感器11时，控制器1增大输出至流量控制阀33的电压信号，以提升流量控制阀33的通过的润滑油流量，提升对压缩气体的冷却效果。而当出气温度传感器12输出的温度信号低于进气温度传感器11时，控制器1减小输出至流量控制阀33的电压信号，减小流量控制阀33的通过的润滑油流量，使进入到级间通道212内的润滑油减少，降低对压缩气体的冷却效果。
[0040] 进一步的，如图1所示，回油管道36上还设置有温控三通阀34，温控三通阀34包括入油口、低温出油口和高温出油口。温控三通阀34的入油口和高温出油口均设置于油冷却器32的入油端的前侧，温控三通阀34的低温出油口设置于油冷却器32的出油端和流量控制阀33的入油端之间。温控三通阀34为连接控制器1的电控三通阀，控制器1内设置有切换温控三通阀34连接两端的开关温度阈值；当储油温度传感器13检测的温度低于开关温度阈值，控制器1输出电信号接通电控三通阀的入油口和低温出油口，使得回油管道36内的润滑油直接通过温控三通阀34进入到流量控制阀33内；而当储油温度传感器13检测的温度高于开关温度阈值时，控制器1输出电信号接通电控三通阀的入油口和高温出油口，使得回油管道36内的润滑油先通过油冷却器32再通过温控三通阀34进入到流量控制阀33内；其中开关温度阈值低于温度阈值范围的低端极限值；具体的开关温度阈值可以设置为28摄氏度，温度阈值范围设置在30至40摄氏度。
[0041] 进一步的，如图1所示，回油管道36在温控三通阀34的低温出油口和流量控制阀33的入油端之间设置有润滑油过滤器35，润滑油过滤器35避免杂质通过流量控制阀33进入到级间通道212内。而为了使得喷入级间通道212内的油气更加均匀，级间通道212的侧壁上开设有多个的进油孔，回油管道36连接级间通道212的端部分别连入进油孔内，并在进油孔内设置喷头37。
[0042] 如图1所示，二级处理系统4包括依次连接的油细分离器41、最小压力阀42和后冷却器43。油细分离器41包括油细进口、分离出油口和分离出气口；油细分离器41的油细进口接收从油气分离筒31中排出的油气，再进行油细分离后，分离出来的润滑油通过分离出油口移出，分离出来的压缩气从分离出气口移出。分离出油口设置有油细回管44，油细回管44的另一端连接在一级压缩腔211上，为一级压缩腔211内的气体供油润滑。分离出气口连接最小压力阀42进气的一端，最小压力阀42上设置有最小压力，当最小压力阀42进气端压力小于最小压力，则最小压力阀42无法被打通，气体无法通过最小压力阀42；而当最小压力阀42进气端压力大于最小压力，则最小压力阀42被打通，气体通过最小压力阀42，从最小压力阀42的出气端流出。
[0043] 如图1所示，后冷却器43用于为从最小压力阀42流出的气体进行冷却，具体的后冷却器43包括后冷散热管431和后冷散热翅片432；且后冷换热管呈蛇形具有较长管道长度以及较大导热面积，后冷散热翅片432固定在后冷换热管上进一步增大了油冷换热管321的散热面积；值得一提的是，后冷却器43临近油冷却器32设置，且能够接收油冷却器32中的变频风扇323吹出的冷风；因此变频风扇323为油冷散热翅片322冷却时，同时也能够为后冷散热翅片432冷却；当然从散热面积上，后冷散热翅片432的面积小于油冷散热翅片322的面积。后冷换热管的出气端构成供气出口15，用于为用户提供压缩、去油且冷却的压力气体。供气出口15上安装有用于检测供气压力的排气压力表。
[0044] 压缩气体生成流程：空气从外气进口14中进入空气滤清器22，空气滤清器22将杂质过滤后，空气进入到压缩机体21。空气进入压缩机体21后，先在一级压缩腔211与少量润滑油混合，并在一级压缩主机23提供的动力下进行一级压缩并输送到级间通道212内。一级压缩气体进入级间通道212后与大量油雾接触降温，之后一级压缩气体进入二级压缩腔213内，并在二级压缩主机24提供的动力下进行二级压缩并从机体出气口215输出。之后二级压缩气体依次经过油气分离筒31的油气处分离，油细分离器41的油气细分离，最后再通过后冷却器43的冷却后从供气出口15流出供用户使用。
[0045] 压缩气体控制流程：用户在控制器1中预设压力数值后运行第一压缩主机和第二压缩主机。在运行时，控制器1获取压力数值表的输出压力数值，通过调节一级压缩主机23和二级压缩主机24的使得预设压力数值和输出压力数值相等。当用户增加压缩用气时，输出压力数值降低，控制器1通过提高一级压缩机和二级压缩主机24的转速，使得输出压力数值和预设压力数值相等。同理。当用户减少压缩用气时，控制器1通过提高一级压缩机和二级压缩主机24的转速，使得输出压力数值和预设压力数值相等。
[0046] 进一步的，由于一级压缩主机23和二级压缩主机24均为受控制器1控制的变频电机，因此控制器1能够对一级压缩主机23和二级压缩主机24的转速分别控制。用户能够根据自己需求调节一级压缩和二级的压缩比。优选地，采用一级压缩比和二级压缩比相等的方式。
[0047] 润滑油循环流程：回油管道36连接油气分离筒31和级间通道212构成油路的循环，由于油气分离筒31内的气压高于级间通道212的气压，在压力的作用下，油气分离筒31内的润滑油通过回油管道36将向级间通道212流动。过程中润滑油首先进入到温控三通阀34的入油口内，温控三通阀34基于判断的润滑油温度，来控制入油口接通低温出油口还是高温出油口；当润滑油温度低于开关温度阈值，温控三通阀34的入油口接通低温出油口，润滑油直接进入到流量控制阀33，最后通过流量控制后通过喷头37进入到级间通道212内。而当润滑油温度高于开关温度阈值，温控三通阀34的入油口接通高温出油口，润滑油先通过油冷换热管321再进入到流量控制阀33中，最后通过流量控制后通过喷头37进入到级间通道212内而进入到级间通道212内的润滑油和一级压缩气体混合，冷却一级压缩气体同时和一级压缩气体混合构成油气混合物，经二级压缩后从机体出油口中移出，而后在油气混合物在油气分离筒31中初分离，初分离的润滑油留在油气分离筒31中，气体流至油细分离器41中进行细分离。细分离的润滑油通过进入到一级压缩腔211内，气体向后冷却器43流动。
[0048] 因此为了保证出气温度传感器12输出和进气温度传感器11的相等，本方案采用控制回油管道36内喷入级间通道212内的润滑油量，来达到对机体出气口215温度的控制。当出气温度传感器12输出的温度信号高于进气温度传感器11时，控制器1增大输出至流量控制阀33的电信号，以提升流量控制阀33的通过的润滑油流量，使得更多的润滑油进入到级间通道212内，提升冷却效果；反之，控制器1减小输出至流量控制阀33的电信号，以减小流量控制阀33的通过的润滑油流量，使润滑油进入到级间通道212内的减少，降低冷却效果。
[0049] 为了保证润滑油能够起到温度降温的效果，油冷却装置的变频风扇323在回油管道36内温度较高时，提高功率，冷却回油管道36内经过油冷却器32的润滑油，使得从油冷却器32中流过的润滑油处于预设的温度阈值范围内。
[0050] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
