專利名稱：水封式雙螺桿空壓機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種水封式雙螺桿空氣壓縮機(jī)。
雙螺桿空壓機(jī)是一種將自由狀態(tài)下的空氣壓縮成具有壓力能量(即壓縮空氣)的機(jī)器。雙螺桿空壓機(jī)壓縮的基本原理是利用壓縮機(jī)本體的雙螺桿被驅(qū)動(dòng)時(shí)，自由空氣從壓縮機(jī)本體的負(fù)壓進(jìn)氣口吸入由轉(zhuǎn)動(dòng)的雙螺桿壓縮，從而從壓縮機(jī)本體的高壓排氣口排出壓縮空氣。眾所周知，壓縮空氣是各種氣動(dòng)工具和氣動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力介質(zhì)；干凈無油的壓縮空氣對許多工業(yè)生產(chǎn)來說是不可缺少的，特別是在生產(chǎn)過程中產(chǎn)品必須不受污染影響的地方；即使在那些有油壓縮空氣對產(chǎn)品質(zhì)量影響不大的場合，無油壓縮空氣也可提高生產(chǎn)效率和可靠性。
傳統(tǒng)雙螺桿空壓機(jī)按螺桿之間有無冷卻油分為無油和有油兩種，按螺桿之間的冷卻與密封介質(zhì)分為油冷卻和水冷卻兩種，按螺桿的對數(shù)又分為單級雙螺桿和雙級雙螺桿空壓機(jī)。
傳統(tǒng)無油雙螺桿空壓機(jī)的壓縮機(jī)本體中由主從同步齒輪高速驅(qū)動(dòng)雙螺桿，以從結(jié)構(gòu)上保證螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相互接觸和磨損，并依靠螺桿之間微小的間隙來密封。因其密封效果有限和排氣空氣溫度高(220℃以上)、以及高低壓端內(nèi)部泄漏較大，通常需要二級螺桿壓縮、以及通過冷卻水套和外接高壓冷卻水(10bar以上)冷卻，才能達(dá)到一般工業(yè)使用要求(7～8bar)，故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低、維修困難和造價(jià)昂貴。
傳統(tǒng)有油雙螺桿空壓機(jī)的壓縮機(jī)本體中由主動(dòng)螺桿直接驅(qū)動(dòng)從動(dòng)螺桿，并通過從壓縮機(jī)本體的負(fù)壓進(jìn)氣口噴入冷卻油，使其在螺桿之間和螺桿與機(jī)體之間起著密封、冷卻和潤滑的作用，再經(jīng)過油氣分離裝置將油氣進(jìn)行有限分離，而得到一種含有油的壓縮空氣，其結(jié)構(gòu)較為簡單和造價(jià)較低。但有油雙螺桿空壓機(jī)存在著如下不足其一、這種含有油的壓縮空氣，一般均要求另外增加后處理裝置進(jìn)一步除油，減少其含油量后才能使用，從而使其使用范圍受到局限；其二、因壓縮空氣中的冷卻油不能被徹底去除，最終被排放到大氣中而對環(huán)境有害；其三、需定期更換價(jià)值昂貴的冷卻油和油氣分離芯換；其四、有油雙螺桿空壓機(jī)效率雖然高于無油雙螺桿空壓機(jī)，但因受螺桿幾何和轉(zhuǎn)動(dòng)精度的限制，使起著密封作用的油膜在空氣壓縮過程中不夠穩(wěn)定和耐壓能力仍然有限，故其效率仍然偏低和單級螺桿壓縮的壓力通常不能超過13bar。
傳統(tǒng)水密封雙螺桿空壓機(jī)中由主動(dòng)螺桿直接驅(qū)動(dòng)從動(dòng)螺桿，并通過從壓縮機(jī)本體的負(fù)壓進(jìn)氣口噴入冷卻水，使其在螺桿之間和螺桿與機(jī)體之間起著密封、冷卻和潤滑的作用，再經(jīng)過氣水分離裝置將氣水進(jìn)行分離，而得到一種無油的壓縮空氣。但因?yàn)樗臐櫥饔幂^差，故主從動(dòng)螺桿之間的磨損較大；為增強(qiáng)螺桿之間的耐磨能力，螺桿為陶瓷螺桿與鋼軸的復(fù)合件，其價(jià)值昂貴、容易意外脆裂損壞和壽命較低(其設(shè)計(jì)壽命僅為10000小時(shí)，而普通鋼制螺桿設(shè)計(jì)壽命為50000小時(shí))。
傳統(tǒng)雙螺桿空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置一般分為全開關(guān)式進(jìn)氣控制、蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣控制、以及微電腦和同步電機(jī)控制的蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置與全開關(guān)式進(jìn)氣裝置的分段組合式進(jìn)氣控制三種。
傳統(tǒng)的全開關(guān)式進(jìn)氣裝置當(dāng)負(fù)載用氣量小于空壓機(jī)的額定排氣量時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力會(huì)升高，通過壓力繼電器高壓設(shè)定點(diǎn)的控制，空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置會(huì)馬上全部關(guān)閉進(jìn)氣，從而進(jìn)入卸載運(yùn)行狀態(tài)和達(dá)到節(jié)能的目的；空壓機(jī)卸載運(yùn)行后，由于負(fù)載繼續(xù)用氣會(huì)使負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力快速下降，當(dāng)負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力下降到壓力繼電器的低壓設(shè)定點(diǎn)時(shí)，空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置會(huì)馬上全部打開進(jìn)氣，而進(jìn)入加載運(yùn)行狀況。由此可見空壓機(jī)的運(yùn)行在全開啟時(shí)加載與在全關(guān)閉時(shí)卸載之間循環(huán)工作，而造成負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力波動(dòng)較大的問題；尤其是當(dāng)負(fù)載用氣量約小于空壓機(jī)的額定排氣量時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力將很快變化，而造成空壓機(jī)頻繁的加載和卸載運(yùn)行，而引起負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力波動(dòng)太大、以及空壓機(jī)故障率增加和元件的壽命降低的問題。
傳統(tǒng)的蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力雖然比較穩(wěn)定，但其一般在負(fù)載用氣量為空壓機(jī)額定排氣量1～0.4倍(甚至更低)以內(nèi)時(shí)進(jìn)行節(jié)流穩(wěn)壓容調(diào)，從而造成負(fù)載用氣量在空壓機(jī)額定排氣量0.8倍以下時(shí)，空壓機(jī)能量消耗過大的問題；且蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置一般由蝶閥、四連桿和氣壓驅(qū)動(dòng)膜片組成，使其調(diào)整準(zhǔn)確性低、元件容量堵塞、故障率較高、結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜。
傳統(tǒng)的微電腦和同步電機(jī)控制的蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置與全開關(guān)式進(jìn)氣裝置的分段組合式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)當(dāng)負(fù)載用氣量高于空壓機(jī)額定排氣量0.6倍時(shí)，微電腦和同步電機(jī)控制蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置工作；當(dāng)負(fù)載用氣量低于空壓機(jī)額定排氣量0.6倍時(shí)，微電腦和同步電機(jī)強(qiáng)制使進(jìn)氣裝置切換到全開關(guān)式進(jìn)氣控制。它解決了空壓機(jī)頻繁的加載和卸載運(yùn)行、以及能量消耗過大和調(diào)整準(zhǔn)確性低的問題，但其成本昂貴、結(jié)構(gòu)和控制更加復(fù)雜、以及元件容易堵塞和故障率較高等問題仍未能解決。
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)干凈無油、含水量低和對環(huán)境無害的高品質(zhì)的壓縮空氣，以及效率較高、結(jié)構(gòu)較為簡單、控制方便合理、造價(jià)較低或單級螺桿壓縮排氣壓力可以設(shè)計(jì)更高的空氣壓縮機(jī)。
雙螺桿空壓機(jī)按冷卻器冷卻方式又分為風(fēng)冷式和水冷式，本發(fā)明以風(fēng)冷式單級雙螺桿空壓機(jī)為例說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，包括雙螺桿壓縮機(jī)本體、與壓縮機(jī)本體聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)裝置、與壓縮機(jī)本體的壓縮空氣進(jìn)口相連通的進(jìn)氣裝置、以及與壓縮機(jī)本體的壓縮空氣出口相連通的冷卻裝置，上述進(jìn)氣裝置上還設(shè)有進(jìn)水管，用以注入冷卻水至壓縮機(jī)本體的進(jìn)氣口；上述進(jìn)氣裝置是在全開關(guān)進(jìn)氣閥上增設(shè)一限量式穩(wěn)壓進(jìn)氣的調(diào)節(jié)組件。
所述的全開關(guān)進(jìn)氣裝置包括進(jìn)氣濾網(wǎng)、進(jìn)氣濾網(wǎng)蓋板、全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板、全開關(guān)進(jìn)氣閥座、全開關(guān)進(jìn)氣閥滑芯及加載和卸載控制氣管；在全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板上設(shè)有濾網(wǎng)固定桿，并通過緊固件將進(jìn)氣網(wǎng)及進(jìn)氣濾網(wǎng)蓋板固定在全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板上，全開關(guān)進(jìn)氣閥滑芯與全開關(guān)進(jìn)氣閥套相適配并形成壓力室；全開關(guān)進(jìn)氣閥套與進(jìn)氣支座由緊固件剛性聯(lián)接，進(jìn)氣支座上還設(shè)有全開關(guān)進(jìn)氣口，全開關(guān)進(jìn)氣閥滑芯在全開關(guān)進(jìn)氣閥套滑動(dòng)，用以打開或關(guān)閉全開關(guān)進(jìn)氣口。
限量式節(jié)流穩(wěn)壓進(jìn)氣的調(diào)節(jié)組件包括與進(jìn)氣支座相聯(lián)接的容調(diào)閥座套、由緊固件與容調(diào)閥座套剛性聯(lián)接的容調(diào)閥端蓋，通過容調(diào)閥端蓋、彈簧、擋圈及壓力設(shè)定調(diào)整螺母裝配在容調(diào)閥座套之中的容調(diào)閥滑芯，容調(diào)閥滑芯與的容調(diào)閥座套適配并形成容調(diào)閥壓力氣，容調(diào)閥端蓋設(shè)有穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管且與上述容調(diào)閥壓力氣室相連通，在進(jìn)氣支座上還設(shè)有進(jìn)氣通道和負(fù)壓連接管，負(fù)壓連接管與進(jìn)氣通道連通，容調(diào)閥滑芯在容調(diào)閥座套中滑動(dòng)并可調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道的進(jìn)氣量；在容調(diào)閥滑芯上還設(shè)有容調(diào)閥滑芯螺桿，在其上設(shè)置有一限位定量螺母，它與容調(diào)閥端蓋的距離為一設(shè)定值，用以控制容調(diào)閥滑芯的位移量。
壓縮機(jī)本體包括由軸承裝配在螺桿箱體和軸承箱體之中的陽螺桿、通過軸承裝配在螺桿箱體和軸承箱體之中的陰螺桿，軸承與陽螺桿及陰螺桿之間通過密封組件密封，在陽螺桿上由緊固件聯(lián)接有主動(dòng)同步齒輪，在陰螺桿與主動(dòng)同步齒輪相對應(yīng)的一端剛性聯(lián)接有從動(dòng)同步齒輪，它們相互嚙合；所述的驅(qū)動(dòng)裝置為與陽螺桿上與主動(dòng)同步齒輪相對的另一端安裝有同步帶輪，它通過同步齒形帶與電機(jī)聯(lián)接。或者壓縮機(jī)本體包括由軸承裝配在螺桿箱體和齒輪箱體之中的陽螺桿、通過軸承、裝配在螺桿箱體和齒輪箱體之中的陰螺桿，軸承與陽螺桿及陰螺桿之間通過密封組件密封，在陽螺桿上由緊固件聯(lián)接有主動(dòng)同步齒輪，在陰螺桿上與主動(dòng)同步齒輪相對應(yīng)的一端剛性聯(lián)接有從動(dòng)同步齒輪，它們相互嚙合；所述的驅(qū)動(dòng)裝置為在與主動(dòng)同步齒輪同一側(cè)的齒輪箱體上安裝有增速齒輪軸，其上設(shè)有增速齒輪，它與主動(dòng)同步齒輪嚙合，在增速齒輪軸的輸入端聯(lián)接有半聯(lián)軸節(jié)且與電機(jī)的輸出端相聯(lián)接。
冷卻裝置包括冷卻器、冷卻風(fēng)扇及冷卻電機(jī)，冷卻器通過緊固件固定在機(jī)房預(yù)制墻洞之內(nèi)，冷卻器進(jìn)口管路和冷卻器出口管路通過緊固件與冷卻器剛性連接，冷卻風(fēng)扇和冷卻電機(jī)通過緊固件與旋轉(zhuǎn)支座剛性連接，旋轉(zhuǎn)支座通過銷軸與冷卻器之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
在空壓機(jī)的壓縮機(jī)本體中，由主從同步齒輪驅(qū)動(dòng)陰陽螺桿，使雙螺桿之間保持一定的間隙，以保證雙螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相互接觸和磨損；在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從壓縮機(jī)本體的負(fù)壓進(jìn)氣口噴入的冷卻水與自由空氣一起被吸入，使螺桿之間和螺桿與機(jī)體之間的冷卻水起著密封和冷卻的作用，使自由空氣被壓縮；從壓縮機(jī)本體的高壓排氣口排出的的高壓、中溫(70℃左右)和含有水的壓縮空氣，先通過冷卻器冷卻至45℃左右，再經(jīng)過氣水分離罐將含有水的壓縮空氣進(jìn)行分離；最后沉積在氣水分離罐底部的冷卻水會(huì)在空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的壓力驅(qū)動(dòng)下，通過水過濾器和冷卻水管路重新循環(huán)噴入負(fù)壓進(jìn)氣口，而氣水分離罐上部的壓縮空氣從最小壓力止回閥和排氣閥排出以供使用。
空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置為限量式節(jié)流穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣控制與全開關(guān)式進(jìn)氣控制分段式組合進(jìn)氣控制結(jié)構(gòu)當(dāng)負(fù)載用氣量在空壓機(jī)的額定排氣量1～0.8倍時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力將有升高的趨勢，限量式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置會(huì)在設(shè)定的壓力下自動(dòng)進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，以使負(fù)載的系統(tǒng)工作壓力穩(wěn)定不變；而且由于限量式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置定位元件的限制，穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置只會(huì)在負(fù)載用氣量為空壓機(jī)的額定排氣量0.8倍以上時(shí)進(jìn)行節(jié)流穩(wěn)壓。當(dāng)負(fù)載用氣量小于空壓機(jī)的額定排氣量的0.8倍以下時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力將會(huì)升高，通過壓力繼電器高壓設(shè)定點(diǎn)的控制，空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置會(huì)馬上全部關(guān)閉進(jìn)氣，從而進(jìn)入卸載運(yùn)行狀況和達(dá)到節(jié)能的目的?？諌簷C(jī)卸載運(yùn)行后，由于負(fù)載繼續(xù)用氣會(huì)使負(fù)載系統(tǒng)工作壓力下降，當(dāng)負(fù)載系統(tǒng)工作壓力下降到壓力繼電器的低壓設(shè)定點(diǎn)時(shí)，空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置會(huì)馬上全部打開進(jìn)氣，而進(jìn)入加載運(yùn)行狀況。穩(wěn)壓容調(diào)在負(fù)載用氣量為空壓機(jī)的額定排氣量0.8倍以上時(shí)進(jìn)行，符合空壓機(jī)的額定排氣量一般應(yīng)大于工廠正常負(fù)載用氣量的1.1～1.2倍的設(shè)計(jì)選型要求。由此可見空壓機(jī)的運(yùn)行為加載→穩(wěn)壓容調(diào)→卸載→加載的循環(huán)工作方式，進(jìn)氣控制的結(jié)構(gòu)比較簡單、動(dòng)作可靠和調(diào)整準(zhǔn)確，保證了空壓機(jī)不會(huì)頻繁的加載和卸載運(yùn)行，并減小了負(fù)載壓力波動(dòng)和設(shè)備能耗。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)其一、壓縮機(jī)本體螺桿之間固定的微小間隙、冷卻水良好的密封和冷卻作用，使其排氣溫度較低和空氣壓縮過程接近理想的等溫狀態(tài)、以及高低壓端內(nèi)部泄漏損失小。故與傳統(tǒng)的有油潤滑雙螺桿空壓機(jī)相比，空壓機(jī)的效率較高和單級螺桿排氣壓力可以設(shè)計(jì)更高。
其二、壓縮機(jī)本體的雙螺桿采用主從同步齒輪驅(qū)動(dòng)，使雙螺桿之間保持一定的間隙，保證雙螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)相互接觸和磨損，故其螺桿材質(zhì)采用普通的40Cr鋼即可。與傳統(tǒng)水密封雙螺桿為陶瓷螺旋體和鋼軸復(fù)合件的空壓機(jī)相比，價(jià)值低廉和耐用可靠。
其三、壓縮機(jī)本體的主同步齒輪通過同步齒形帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，同步齒帶傳動(dòng)具有齒輪同步傳動(dòng)和皮帶柔性傳動(dòng)的共同特點(diǎn)，與齒輪傳動(dòng)相比省去了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的聯(lián)軸器和齒輪箱。
其四、壓縮機(jī)本體的齒輪箱中增速齒輪直接驅(qū)動(dòng)主同步齒輪的結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)較為簡單，即壓縮機(jī)本體中齒輪傳動(dòng)只由一個(gè)齒輪箱構(gòu)成。目前無油雙螺桿空壓機(jī)的壓縮機(jī)的同步齒輪和增速齒輪各由一對齒輪組成，并分別布置在機(jī)體螺桿的兩端，即壓縮機(jī)本體中齒輪傳動(dòng)由兩個(gè)齒輪箱構(gòu)成。
其五、空壓機(jī)的進(jìn)氣控制為限量式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣控制與全開關(guān)式進(jìn)氣控制的分段式組合控制，其結(jié)構(gòu)比較簡單、控制合理、動(dòng)作可靠和調(diào)整準(zhǔn)確，保證了空壓機(jī)不會(huì)頻繁的加載和卸載運(yùn)行，并減小了負(fù)載壓力波動(dòng)和設(shè)備能耗。它解決了傳統(tǒng)全關(guān)閉卸載和全開啟加載式進(jìn)氣控制的空壓機(jī)的頻繁加載和卸載運(yùn)行的問題，避免了傳統(tǒng)蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣控制空壓機(jī)的能量消耗較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)整準(zhǔn)確性低、控制復(fù)雜、元件容易堵塞和故障率較高的缺陷，以及沒有傳統(tǒng)的微電腦和同步電機(jī)控制的蝶閥式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣裝置與全開關(guān)式進(jìn)氣裝置的分段組合式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)成本昂貴等問題。
其六、冷卻器與空壓機(jī)為外接式分體安裝冷卻器的結(jié)構(gòu)，即冷卻器可安裝在機(jī)房墻洞內(nèi)而直接排風(fēng)，以及冷卻器的風(fēng)扇電機(jī)通過銷軸可繞固定的冷卻器旋轉(zhuǎn)打開的結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的冷卻器與空壓機(jī)組裝成一體的風(fēng)冷式空壓機(jī)相比，冷卻器的風(fēng)扇電機(jī)旋轉(zhuǎn)打開之后可方便快捷地清洗冷卻器，以及省去了設(shè)備安裝時(shí)附加的散熱風(fēng)管。
其七、空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的冷卻水是自動(dòng)循環(huán)使用的，以及只需一個(gè)冷卻器一起冷卻壓縮空氣和冷卻水?？諌簷C(jī)的氣水分離罐下部預(yù)先裝有一定容量的冷卻水，冷卻水通過氣水分離罐里面的高壓驅(qū)動(dòng)，經(jīng)水過濾器過濾后噴入壓縮機(jī)的進(jìn)氣低壓端與被吸入的空氣混合后一起流動(dòng)，由壓縮機(jī)排氣高壓端排出，然后通過一個(gè)冷卻器一起冷卻，最后由氣水分離罐分離后重復(fù)循環(huán)使用。目前傳統(tǒng)有油潤滑雙螺桿空壓機(jī)均為油冷卻和空氣冷卻兩個(gè)冷卻器結(jié)構(gòu)，以滿足壓縮空氣和冷卻油不同的冷卻溫度的要求；傳統(tǒng)的無油雙螺桿空壓機(jī)通過冷卻水套和外接高壓冷卻水(10bar以上)冷卻；故水封式雙螺桿空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為簡單。
其八、由于水對空氣中雜質(zhì)凝聚和沉淀的作用、水的粘度較小、以及空氣在壓縮過程中無油污染和排氣溫度較低，利用水的重力即可使水和空氣比較徹底地和輕易地分離，故空壓機(jī)氣水分離罐可設(shè)計(jì)為簡單的和免維護(hù)的圓筒擋板式結(jié)構(gòu)，從而省去了類似如傳統(tǒng)有油潤滑雙螺桿空壓機(jī)復(fù)雜的、高精度的、價(jià)值昂貴的和需定期更換的油氣分離芯元件；且因進(jìn)入氣水分離罐的壓縮空氣的溫度較低，即壓縮空氣的含水量較低，故生產(chǎn)的是一種干凈無油的、含水量較低的和對環(huán)境無害的高品質(zhì)的壓縮空氣。
上述本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要參考瑞典阿特拉斯(ATLAS)、美國英格索蘭(INGERSOLL)、英國康普艾(COMOAIR)、美國壽力(SULLAIR)和臺(tái)灣復(fù)盛(FS)空壓機(jī)進(jìn)行比較。
以下根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。


圖1是本發(fā)明采用同步齒形帶傳動(dòng)實(shí)施例的系統(tǒng)原理示意圖；圖2是圖1的A-A剖面圖，即同步齒形帶傳動(dòng)壓縮機(jī)本體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的B-B剖面圖，即進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的C-C剖面圖，即冷卻器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明采用齒輪傳動(dòng)實(shí)施例的系統(tǒng)原理示意圖；圖6是圖5的A-A剖面圖，即齒輪傳動(dòng)壓縮機(jī)本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1至圖6反映了本發(fā)明的兩種實(shí)施方案。
請參閱圖1至圖6圖中1是主電動(dòng)機(jī)，2是真空壓差指示，3是空氣過濾器，4是同步齒形帶傳動(dòng)，5是雙螺桿，6是加載和卸載控制氣管，7是控制電磁閥，8是進(jìn)氣裝置，9是負(fù)壓連接管，10是單向閥，11是穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管，12是排氣溫度探頭，13是控制管路過濾器，14是含有水的壓縮空氣，15是最小壓力止回閥，16是負(fù)載壓力表，17是壓力繼電器，18是排氣閥，19是安全閥，20是排氣壓力表，21是低水位開關(guān)，22是水位與排污控制器，23是氣水分離罐，24是冷卻水，25是電磁排污閥，26是冷卻器出口管路，27是水位指示，28是冷卻風(fēng)扇，29是水過濾器，30是壓差指示，31是冷卻器，32是恒溫閥，33冷卻水管路，34是高壓排氣口，35是壓縮機(jī)本體，36是負(fù)壓進(jìn)氣口，37是同步帶輪，38是連接螺釘，39是圓柱軸承，40是螺桿箱體，41是陽螺桿，42是連接螺栓，43是密封組件，44是圓錐軸承，45是主同步齒輪，46是齒輪箱端蓋，47是擋蓋和螺釘，48是從同步齒輪，49是隔套，50是軸承箱體，51是陰螺桿，52是隔套，53是預(yù)緊環(huán)，54是螺桿箱端蓋，55是進(jìn)氣濾網(wǎng)蓋板，56是進(jìn)氣濾網(wǎng)，56-1是進(jìn)氣濾網(wǎng)內(nèi)部空間，57是全開關(guān)進(jìn)氣閥滑芯，58是密封圈，59是尼龍密封墊，60是連接螺栓，61是鎖緊螺母，62是進(jìn)氣支座，62-1是容調(diào)進(jìn)氣口，62-2是進(jìn)氣通道，62-3是全開關(guān)進(jìn)氣口，63是密封圈，64是容調(diào)閥座套，65是容調(diào)閥端蓋，65-1是容調(diào)閥壓力氣室，66是彈簧，67是擋圈，68是設(shè)定壓力調(diào)整螺母，69是進(jìn)氣限量定位螺母，70是容調(diào)閥滑芯，70-1是容調(diào)閥滑芯螺桿，71是全開關(guān)進(jìn)氣閥座，71-1是全開關(guān)進(jìn)氣滑套，71-2是進(jìn)氣通道，71-3是全開關(guān)壓力氣室外，72是全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板，72-1是進(jìn)氣濾網(wǎng)固定桿，73是機(jī)房預(yù)制墻洞，74是銷軸，75是冷卻電機(jī)，76是旋轉(zhuǎn)支座，77是冷卻器進(jìn)口管路，78是聯(lián)軸器，79是半聯(lián)軸節(jié)，80是增速齒輪軸，81是齒輪箱端蓋，82是圓錐齒輪，83是增速齒輪，84是主同步齒輪，85是隔套，86是螺桿箱體，87是陽螺桿，88是連接螺栓，89是密封套件，90是圓錐軸承，91是預(yù)緊環(huán)，92是軸承箱端蓋，93是擋蓋和螺釘，94是軸承箱體，95是陰螺桿，96是圓柱軸承，97是隔套，98是從同步齒輪，99是齒輪箱體，100預(yù)緊環(huán)，101是密封件，102是擋蓋和螺釘。
本發(fā)明同步齒形帶傳動(dòng)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意2中同步帶輪37通過緊固件剛性連接在陽螺桿41的軸上，陽螺桿41另一端軸上通過緊固件與主動(dòng)同步齒輪45剛性連接，陽螺桿41通過圓柱軸承39和圓錐軸承44裝配在螺桿箱體40和軸承箱體50之中，軸承與雙螺桿5(即陽螺桿41陰螺桿51)通過密封組件43隔離密封；從動(dòng)同步齒輪48通過緊固件與陰螺桿51剛性連接，陰螺桿51通過軸承裝配在螺桿箱體40和軸承箱體50之中，主動(dòng)同步齒輪45與從動(dòng)同步齒輪48嚙合而傳遞扭矩。
本發(fā)明進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意3中進(jìn)氣濾網(wǎng)56、進(jìn)氣濾網(wǎng)蓋板55和全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板72通過進(jìn)氣濾網(wǎng)固定桿72-1和緊固件剛性連接在全開關(guān)進(jìn)氣閥座71之上，加載和卸載控制氣管6通過緊固件固定在全開關(guān)進(jìn)氣閥蓋板72之上與全開關(guān)壓力氣室71-3相通，全開關(guān)進(jìn)氣閥滑芯58裝在全開關(guān)進(jìn)氣閥套71-1之中(并相互配合形成金開關(guān)壓力氣室71-3)，全開關(guān)進(jìn)氣閥座71通過緊固件與進(jìn)氣支座62剛性連接；容調(diào)閥座套64通過緊固件與進(jìn)氣支座62剛性連接，容調(diào)閥端蓋65通過緊固件與容調(diào)閥座套64剛性連接，容調(diào)閥滑芯70通過容調(diào)閥端蓋65、彈簧66、擋圈67和壓力設(shè)定調(diào)整螺母68裝配在容調(diào)閥座套64之中(并相互配合形成容調(diào)閥壓力氣室65-1)，進(jìn)氣限量定位螺母69裝在容調(diào)閥滑芯螺桿70-1之上，穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管11通過緊固件與容調(diào)閥端蓋65連接與容調(diào)閥壓力氣室65-1相通，負(fù)壓連接管9和冷卻水管路33通過緊固件與進(jìn)氣支座62的進(jìn)氣通道62-1連通。
本發(fā)明冷卻器的結(jié)構(gòu)示意4中冷卻器31通過緊固件固定在機(jī)房預(yù)制墻洞之內(nèi)，冷卻器進(jìn)口管路26和冷卻器出口管路77通過緊固件與冷卻器31剛性連接，冷卻風(fēng)扇28和冷卻電機(jī)75通過緊固件與旋轉(zhuǎn)支座76剛性連接，旋轉(zhuǎn)支座76通過銷軸74與冷卻器31可相對旋轉(zhuǎn)連接。
本發(fā)明另一實(shí)施例齒輪傳動(dòng)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意6中半聯(lián)軸節(jié)79通過緊固件與增速齒輪軸80剛性連接，增速齒輪軸80通過緊固件與增速齒輪83剛性連接，增速齒輪軸80通過圓錐軸承82安裝在齒輪箱體99之內(nèi)；主動(dòng)同步齒輪84通過緊固件與陽螺桿87剛性連接，陽螺桿87通過圓柱軸承82和圓錐軸承90裝配在螺桿箱體86和軸承箱體94之中，軸承與雙螺桿5(即陽螺桿87陰螺桿95)通過密封組件89隔離密封；從動(dòng)同步齒輪98通過緊固件與陰螺桿95剛性連接，陰螺桿95通過軸承裝配在螺桿箱體86和軸承箱體94之中，增速齒輪83與主動(dòng)同步齒輪84嚙合，主動(dòng)同步齒輪84與從動(dòng)同步齒輪98嚙合而傳遞扭矩。
本發(fā)明在使用時(shí)，主電動(dòng)機(jī)1通過同步齒形帶傳動(dòng)4驅(qū)動(dòng)主同步齒輪45，或主電動(dòng)機(jī)1通過聯(lián)軸器78和增速齒輪83驅(qū)動(dòng)主同步齒輪45，再由主同步齒輪45驅(qū)動(dòng)從同步齒輪48，使陽螺桿41與陰螺桿51旋轉(zhuǎn)，而達(dá)到產(chǎn)生壓縮空氣的目的。因?yàn)橹魍烬X輪45和陽螺桿41是連成一體的，從同步齒輪48和陰螺桿51是連成一體的，其制造和安裝時(shí)保證了在主同步齒輪45與從同步齒輪48嚙合接觸時(shí)，使陽螺桿41與陰螺桿51保持一個(gè)微小的和固定的間隙，所以在主同步齒輪45驅(qū)動(dòng)從同步齒輪48的過程中，陽螺桿41與陰螺桿51始終保持一個(gè)微小的和固定的間隙；在陽螺桿41與陰螺桿51轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從壓縮機(jī)本體35內(nèi)負(fù)壓進(jìn)氣口36噴入的冷卻水24與通過進(jìn)氣濾網(wǎng)56過濾的自由空氣一起被吸入，冷卻水24在雙螺桿5之間和雙螺桿5與壓縮機(jī)本體35之間起著密封和冷卻的作用，而自由空氣在轉(zhuǎn)動(dòng)的雙螺桿5之間被壓縮；從壓縮機(jī)本體35的高壓排氣口34排出的高壓、70℃左右和含有水的壓縮空氣14，先經(jīng)過冷卻器31一起冷卻至45℃左右，再經(jīng)過氣水分離罐23進(jìn)行分離；最后沉積在氣水分離罐23底部的冷卻水24會(huì)在空壓機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的壓力驅(qū)動(dòng)下，通過水過濾器29和冷卻水管路33重新循環(huán)噴入負(fù)壓進(jìn)氣口36，而氣水分離罐23上部的壓縮空氣從最小壓力止回閥15和排氣閥18排出以供使用。
本發(fā)明在使用時(shí)，空壓機(jī)的進(jìn)氣裝置8中的進(jìn)氣控制為限量式穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣與全開關(guān)式進(jìn)氣分段組合式控制結(jié)構(gòu)。當(dāng)負(fù)載用氣量在空壓機(jī)額定產(chǎn)氣量的1～0.8之間時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力將有升高的趨勢當(dāng)負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力升高到設(shè)定值時(shí)，通過與容調(diào)閥壓力氣室65-1直接連通的穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管11中的壓縮空氣的作用(穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管11直接與氣水分離罐23的壓縮空氣相通)，使容調(diào)閥滑芯70克服彈簧66的阻力動(dòng)作，從而減小容調(diào)進(jìn)氣口62-1的進(jìn)氣容積，即達(dá)到通過減小進(jìn)氣量使負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定和緩慢升高的目的；通過進(jìn)氣限量定位螺母69的定位作用、壓力設(shè)定調(diào)整螺母68和彈簧66的調(diào)整作用，使容調(diào)閥滑芯70在設(shè)定的壓力下動(dòng)作和只能部分關(guān)閉容調(diào)進(jìn)氣口62-1，即從結(jié)構(gòu)上達(dá)到穩(wěn)定工作壓力、減少和限定進(jìn)氣量的容調(diào)目的，以及避免空壓機(jī)在低負(fù)載下進(jìn)行節(jié)流容調(diào)而浪費(fèi)電能的工作狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載用氣量小于空壓機(jī)的額定排氣量的0.8倍以下時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力會(huì)迅速升高當(dāng)負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力升高到卸載壓力時(shí)，通過壓力繼電器17的高壓動(dòng)作設(shè)定點(diǎn)使控制電磁閥6失電，從而使氣水分離罐23中壓縮空氣與加載和卸載控制氣管6中連通，使壓縮空氣進(jìn)入全開關(guān)壓力氣室71-3，使全開關(guān)進(jìn)氣滑芯57動(dòng)作并全部關(guān)閉進(jìn)氣，以達(dá)到空壓機(jī)卸載(空載)運(yùn)行的目的；當(dāng)空壓機(jī)空載運(yùn)行(即空壓機(jī)不產(chǎn)氣)和負(fù)載繼續(xù)用氣時(shí)，負(fù)載系統(tǒng)的工作壓力會(huì)開始降低，通過壓力繼電器17的低壓動(dòng)作設(shè)定點(diǎn)使控制電磁閥6得電，從而使氣水分離罐23中壓縮空氣與加載和卸載控制氣管6中斷開，并使加載和卸載控制氣管6與負(fù)壓連接管9連通，使全開關(guān)壓力氣室71-3的壓縮空氣被抽空(空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于螺桿的吸氣壓縮作用，進(jìn)氣支座62的進(jìn)氣通道62-2中處于負(fù)壓真空狀態(tài))，使全開關(guān)進(jìn)氣滑芯57動(dòng)作并全部打開進(jìn)氣，以達(dá)到空壓機(jī)加載運(yùn)行的目的。由此可見空壓機(jī)的工作過程為加載→穩(wěn)壓容調(diào)→卸載的循環(huán)運(yùn)行方式，因穩(wěn)壓容調(diào)在工作過程中需占用一定的時(shí)間，故從結(jié)構(gòu)上保證了空壓機(jī)不會(huì)頻繁的加載和卸載工作。
實(shí)施例中空壓機(jī)的壓縮機(jī)本體及其有關(guān)零件，應(yīng)選用適當(dāng)材質(zhì)和處理以防銹蝕。本發(fā)明及其實(shí)施例中其它有關(guān)結(jié)構(gòu)和控制原理，與傳統(tǒng)的雙螺桿空壓機(jī)相同，故省略說明。
權(quán)利要求
1.一種雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，包括雙螺桿壓縮機(jī)本體、與壓縮機(jī)本體聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)裝置、與壓縮機(jī)本體的自由空氣進(jìn)口相連通的進(jìn)氣裝置、以及與壓縮機(jī)本體的壓縮空氣出口相連通的冷卻裝置，其特征在于上述進(jìn)氣裝置上設(shè)有進(jìn)水管(33)，用以注入冷卻水至壓縮機(jī)本體(35)的進(jìn)氣口(36)；以及上述進(jìn)氣裝置(8)中的限量式節(jié)流穩(wěn)壓進(jìn)氣的調(diào)節(jié)組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置為與陽螺桿(41)上與主動(dòng)同步齒輪(45)相對的另一端安裝有同步帶輪(37)，它通過同步齒形帶傳動(dòng)(4)與主電動(dòng)機(jī)(1)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)裝置為在與主動(dòng)同步齒輪(84)同一側(cè)的齒輪箱體(99)上安裝有增速齒輪軸(80)，其上設(shè)有增速齒輪(83)，它與主動(dòng)同步齒輪(84)嚙合，在增速齒輪軸(80)的輸入端裝有半聯(lián)軸節(jié)(79)，半聯(lián)軸節(jié)(79)通過聯(lián)軸器(78)與主電動(dòng)機(jī)(1)的輸出端聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，其特征在于限量式節(jié)流穩(wěn)壓進(jìn)氣的調(diào)節(jié)組件包括與進(jìn)氣支座(62)相聯(lián)接的容調(diào)閥座套(64)、由緊固件與容調(diào)閥座套(64)剛性聯(lián)接的容調(diào)閥端蓋(65)，通過容調(diào)閥端蓋(65)、彈簧(66)、擋圈(67)及壓力設(shè)定調(diào)整螺母(69)裝配在容調(diào)閥座套(64)之中的容調(diào)閥滑芯(70)，容調(diào)閥滑芯(70)與的容調(diào)閥座套(64)適配并形成容調(diào)閥壓力氣室(65-1)，容調(diào)閥端蓋(65)設(shè)有穩(wěn)壓容調(diào)控制氣管(11)且與上述容調(diào)閥壓力氣室(65-1)相連通，在進(jìn)氣支座(62)上還設(shè)有進(jìn)氣通道(62-1)和負(fù)壓連接管(9)，負(fù)壓連接管(9)與進(jìn)氣通道(62-1)連通，容調(diào)閥滑芯(70)在容調(diào)閥座套64中(滑動(dòng))以節(jié)流調(diào)節(jié)進(jìn)氣通道(62-1)的進(jìn)氣量；在容調(diào)閥滑芯(70)上還設(shè)有容調(diào)閥滑芯螺桿(70-1)，在其上設(shè)置有一限位定量螺母(69)，它與容調(diào)閥端蓋(65)的距離調(diào)整為一固定值，用以控制容調(diào)閥滑芯(70)的位移量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙螺桿式空氣壓縮機(jī)，其特征在于冷卻裝置包括冷卻器(31)、冷卻風(fēng)扇(28)及冷卻電機(jī)(75)，冷卻器(31)通過緊固件固定在機(jī)房預(yù)制墻洞(73)之內(nèi)，冷卻器進(jìn)口管路(26)和冷卻器出口管路(77)通過緊固件與冷卻器(31)剛性連接，冷卻風(fēng)扇(28)和冷卻電機(jī)(75)通過緊固件與旋轉(zhuǎn)支座(76)剛性連接，旋轉(zhuǎn)支座(76)通過銷軸(74)與冷卻器(31)之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種雙螺桿式空氣壓縮機(jī)器，其中壓縮機(jī)本體的雙螺桿通過主從動(dòng)同步齒輪驅(qū)動(dòng)，并通過從壓縮機(jī)本體的負(fù)壓進(jìn)氣口噴入冷卻水，使其在螺桿之間和螺桿與機(jī)體之間起著密封和冷卻的作用，以及通過限量式節(jié)流穩(wěn)壓容調(diào)進(jìn)氣控制裝置和分體安裝式冷卻器的結(jié)構(gòu)，從而得到一種生產(chǎn)干凈無油、含水量低和對環(huán)境無害的壓縮空氣，以及效率較高、結(jié)構(gòu)較為簡單、控制方便合理、造價(jià)較低、排氣壓力可以設(shè)計(jì)更高、維修和保養(yǎng)更為方便的空氣壓縮機(jī)。
文檔編號F04C29/04GK1393641SQ0111484
公開日2003年1月29日 申請日期2001年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月25日
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