双永磁双级螺杆压缩机的制作方法

本实用新型涉及一种螺杆压缩机，特别是一种进行空气压缩的双永磁双级螺杆压缩机，且双反转油冷永磁一体机。

背景技术：

传统单和双级螺杆机一般都为常压或者两个单级压缩主机进排气口直接简单的硬管连接，进行并联排气，单层压缩腔采用径向直接吸气，效率低噪音大，铸造转子，动平衡不好，无缓冲，无压力保护，无级间冷却，并带有高成本高噪音的齿轮箱，且分体联轴器连接，体积大且笨重，安装制造非常麻烦，也容易产生共振，也不能自由分配内压比、变换供气压力和转速，效率低，不方便大批量生产制造，启动电流和扭矩很大，对电网和机组有很大的冲击。不能直接反转，高能耗不能达到一级节能效果。如何合理性结构布局，提高螺杆机转速和压力范围，保持高可靠性稳定性，大幅提高能效，则是技术人员始终追求的目标。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种结构精简且布局合理高效的双永磁双级螺杆压缩机。该实用新型压力覆盖和机型覆盖范围宽而广，能自由变转速智能合理分配压比，排气口可自动调节大小以适应不同的压比和转速，噪音更低。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型提供一种双永磁双级螺杆压缩机。所述双永磁双级螺杆压缩机包括一级永磁变频电机、一级螺杆主机、二级永磁变频电机及二级螺杆主机。所述一级永磁变频电机包括第一电机壳体、第一永磁定子与第一永磁转子。所述一级螺杆主机包括第一主机壳体、第一阳转子和第一阴转子。所述第一主机壳体设置有进气口。所述第一电机壳体与所述第一主机壳体连接且连通。所述第一永磁定子设置于所述第一电机壳体内。所述第一永磁转子与所述第一阳转子连接。所述第一阳转子与所述第一阴转子共轭啮合。所述二级永磁变频电机包括第二电机壳体、第二永磁定子与第二永磁转子。所述二级螺杆主机包括第二主机壳体、第二阳转子和第二阴转子。所述第二电机壳体与所述第二主机壳体连接且连通。所述第二永磁定子设置于所述第二电机壳体内。所述第二永磁转子与所述第二阳转子连接。所述第二阳转子与所述第二阴转子共轭啮合。所述第一主机壳体与所述第二主机壳体连通。所述第二主机壳体设置有排气口。

优选地，所述第一主机壳体内设置有轴向吸气腔。所述轴向吸气腔沿所述第一阳转子的轴向延伸设置。

优选地，所述进气孔沿所述第一阳转子的径向延伸，并与所述轴向吸气腔连通。

优选地，所述第一电机壳体与所述第二电机壳体中至少一个设置有冷却油入口及冷却油出口。

优选地，所述第一主机壳体与所述第二主机壳体中至少一个设置有第二冷却油入口及第二冷却油出口。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括导油管。所述导油管的一端自所述第一主机壳体的外表面连通所述第一主机壳体的内部，所述导油管的另一端自所述第一电机壳体的外表面连通所述第一电机壳体的内部。

优选地，所述电机壳体的内侧壁上设置有冷却油槽。

优选地，所述第一永磁转子设置有第一锥孔；所述第一阳转子的一端设置有第一锥轴；所述第一锥轴容置在所述第一锥孔内，且第一锥轴与所述第一锥孔彼此过盈配合；和/或

所述第二永磁转子设置有第二锥孔；所述第二阳转子的一端设置有第二锥轴；所述第二锥轴容置在所述第二锥孔内，且第二锥轴与所述第二锥孔彼此过盈配合。

优选地，所述第一阳转子与所述第一永磁定子一体成型，且同轴设置；和/或，所述第二阳转子与所述第二永磁定子一体成型，且同轴设置。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括碟簧。所述碟簧设置在所述第一主机壳体内。所述碟簧设置为可沿所述第一阳转子的轴向分别与所述第一阳转子和所述第一主机壳体相抵接。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括轴承。缓冲受力所述轴承套设在所述第一阳转子上；所述轴承设置为可沿所述第一阳转子的轴向与所述第一主机壳体相抵接。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括防转压板。所述防转压板与所述轴承抵接设置。

优选地，所述第一主机壳体上设置有主油孔。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括极间冷却油孔，所述极间冷却油孔设置在所述一级螺杆主机与所述二级螺杆主机之间。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括压力传感器及控制器。所述压力传感器设置于所述第二主机壳体，用于检测该第二主机壳体内的气体压强。所述控制器分别与所述压力传感器及所述一级永磁变频电机电连接，以根据所述压力传感器输出的信号而控制所述一级永磁变频电机。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机还包括压力阀。述压力阀设置于所述第一主机壳体；所述压力阀设置为在所述第一主机壳体内的气体压强增大至预设值时打开。

与现有技术相比，本实用新型双永磁双级螺杆压缩机结构精简且稳定性强。优选地，通过在第一电机壳体、第二电机壳体上设置有冷却油入口及冷却油出口，从而实现对相应第一电机壳体及第二电机壳体的冷却，并且能够同时起到润滑内部部件的效果。所述双永磁双级螺杆压缩机不需要额外的散热结构，从而精简了结构。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种双永磁双级螺杆压缩机的立体结构示意图。

图2为图1的双永磁双级螺杆压缩机设置有导油管时的主视图，部分在图1这未示出的结构在本图示出。

图3为图1的双永磁双级螺杆压缩机的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

请参阅图1至图3，其为本实用新型提供的一种双永磁双级螺杆压缩机101。所述双永磁双级螺杆压缩机101包括一级永磁变频电机10、二级变频电机10b、一级螺杆主机20及二级螺杆主机20b。

所述一级永磁变频电机10包括第一电机壳体11、第一永磁定子14与第一永磁转子15。所述一级螺杆主机20包括第一主机壳体21、第一阳转子28和第一阴转子(图中未示出)。所述第一主机壳体21设置有进气口212。所述第一电机壳体11与所述第一主机壳体21连接且连通。所述第一永磁定子14设置于所述第一电机壳体11内。所述第一永磁转子15与所述第一阳转子28连接。所述第一阳转子28与所述第一阴转子共轭啮合。

所述二级永磁变频电机10b包括第二电机壳体11b、第二永磁定子14b与第二永磁转子15b。所述二级螺杆主机20b包括第二主机壳体21b、第二阳转子28b和第二阴转子(图中未示出)。所述第二电机壳体11b与所述第二主机壳体21b连接且连通。所述第二永磁定子14b设置于所述第二电机壳体11b内。所述第二永磁转子14b与所述第二阳转子28b连接。所述第二阳转子28b与所述第二阴转子共轭啮合。所述第一主机壳体21与所述第二主机壳体21b连通。所述第二主机壳体21b设置有排气口212b。

所述一级变频电机10与所述一级螺杆主机20连接。所述一级螺杆主机20与所述二级螺杆主机20b连接。所述二级螺杆主机20b与所述二级变频电机10b连接。也即是，在如图示中上下方向，所述一级永磁变频电机10与所述二级变频电机10b分别单独连接。

所述一级永磁变频电机10、所述二级永磁变频电机10b可反向驱动对应的所述一级螺杆主机20、所述二级螺杆主机20b。所述一级永磁变频电机10、所述二级永磁变频电机10b分别具有电机壳体11、11b。所述电机壳体11、11b具有内部容腔。为了增强散热性能及降低损耗，所述一级、第二电机壳体11、11b分别具有冷却油入口12、12b，及冷却油出口13、13b。所述冷却油入口12、12b，及冷却油出口13、13b呈孔状，且与对应的所述电机壳体11、11b的内部容腔相连通。相应地，所述冷却油入口12、12b能够将用于冷却且润滑的润滑油(图中未示出)灌注至对应的所述一级、第二电机壳体11、11b内，并且冷却、润滑对应的所述一级永磁变频电机10、所述二级永磁变频电机10b。在本实施例中，相较于风冷设计，所述一级、二级永磁变频电机10、10b全部采用内部油路润滑及冷却，无需外部繁琐的连接等结构设计，并可直接喷入螺杆主机的压缩腔(图中未标号)，接近等温压缩，恒温冷却不受外部环境影响，机组运行平稳，免维护。

请参阅图2，为了提升冷却循环效率，作为变形，所述第一电机壳体11与所述第一主机壳体21通过导油管52连通。第一电机壳体11与第二电机壳体11b通过导油管52连通。所述导油管51、52设置在所述第一电机壳体11、所述第一主机壳体21、第二电机壳体11b的外部。相应地，所述第一主机壳体21设置有两个供冷却油流通的通孔12、13。通过第二电机壳体11b上的进油口13b，注入冷却油，冷却油在第二电机壳体11b内部热交换后从出油口12b进入导油管51内，并自导油管51、进油口12进入第一电机壳体11内为第一电机10冷却。然后，冷却油自出油口13进入导油管52，再进入第一主机壳体21内为第一主机21降温，然后自出油口214排出。冷却油的流通路径也可以反过来，自出油口214进入第一主机壳体21内，自进油口13b排出。

为了提升密封性能，所述第一电机壳体11与所述第一主机壳体21可以为一体件。所述第二电机壳体11b与所述第二主机壳体21b也可以为一体件，即一体成型制成。

为了避免润滑油的短缺、提升润滑及冷却性能，所述电机壳体11、11b的内侧壁上设置有冷却油槽112、112b。所述冷却油槽112、112b能够存储润滑油。在所述一级、第二电机壳体11、11b内的润滑油因消耗而短缺时，所述冷却油槽112、112b内存储的相应润滑油能够提供相应的补充。在本实施例中，所述冷却油槽112、112b的形状呈波浪形的凹槽状。在下述主机壳体21内设置有第二冷却油槽214。为了提升密封性能所述一级、第二电机壳体11、11b为双层壳体，并围成压缩腔，避免了吐油问题。

所述一级、二级永磁变频电机10、10b还包括第一、第二永磁定子14、14b、第一、第二永磁转子15、15b。所述第一、第二永磁定子14、14b与对应所述第一、第二永磁转子15、15b对应配合，并且相对可转动地设置，从而输出相应的动力。

所述一级、二级永磁变频电机10、10b还包括第一、第二锥轴16、16b。所述一、第二锥轴16、16b即为锥形轴。在本实施例中，所述一、第二锥轴16设置在所述第一、第二阳转子28、28b的一端，并一体成型。所述一、第二锥轴16、16b能够提升传动效率。所述一、第二锥轴16、16b分别与对应所述第一、第二永磁转子15、15b传动接触。具体地，所述第一、第二永磁转子15、15b设置有第一锥孔、第二锥孔(图中未标示)。所述一、第二锥轴16、16b分别插设至对应第一、第二锥孔内，并彼此过盈配合，从而提升稳定性能及提高传动效率。进一步地，所述一、第二锥轴16、16b与对应所述第一、第二永磁转子15、15b通过紧固件17、17b实现进一步紧固连接。所述一、第二锥轴16、16b上设置有注油孔(图中未示出)。所有注油孔能够通过灌注润滑油而增强冷却及润滑性能。所述一、第二锥轴16、16b与下述对应的(一级、二级)阳转子28、28b通过防松螺母过盈连接，可防止大扭矩传动时松动和反转，从而提升稳固传动的性能。

在本实施例中，所述第一、第二阳转子28、28b通过呈锥形状的轴与对第一、第二永磁转子15、15b上的锥形孔对配插接，能够实现过盈配合，从而提升同轴过盈可靠传动的性能。

在本实施例中，所述第二电机壳体11b通过单个的支撑体18实现支撑及定位。所述支撑体18支撑所述第二电机壳体11b地设置，且能够实现定位，避免过定位，能够有效保证对中和平衡。

所述(一级、二级)电机壳体11、11b上设置有定位止口19、19b。所述定位止口19、19b分别与对应的所述一级、二级螺杆主机20、20b限位配合，从而实现便利组装及精准同轴设置。为了进一步提升精准定位性能，所述定位止口19、19b还可以配合相应的锥面，从而充分保证同轴设置。

所述一级、二级螺杆主机20、20b分别具有第一主机壳体21、第二主机壳体21b。所述一级、第二主机壳体21、21b的内部具有相应的密封状的压缩腔。所述第一主机壳体21上设置有吸气口212。所述吸气口212即一级吸气孔。所述第二主机壳体21b上设置有排气口212b。所述排气口212b即二级排气孔。所述一级、第二主机壳体21、21b密封连接一体。所述一级、第二主机壳体21、21b为双层压缩腔，增强了抗压、降噪音、密封性能。

所述第一主机壳体21内设置有轴向吸气腔22。所述轴向吸气腔22即沿所述第一主机壳体21的轴向实现吸气。相较于以往诸如径向吸气方式，所述轴向吸气腔22吸气效率更高，运转噪音更低。所述轴向吸气腔22与所述吸气口212连通。在本实施例中，所述吸气口212与所述轴向吸气腔22的延伸方向不同，不在同一条直线上，从而能够尽可能阻止润滑通过轴向吸气腔22达到所述吸气口212。即使，润滑油能够到达所述吸气口212内，也不可能外溢至第一主机壳体21外。更具体地，所述吸气腔22沿所述第一主机壳体21的径向延伸设置，从而与所述轴向吸气腔22垂直连接设置。

所述一级螺杆主机20还包括排气轴承座23。所述排气轴承座23容置在所述第一主机壳体21的压缩腔内。进一步地，所述排气轴承座23与所述主机壳体21一体成型呈一体件，从而降低加工定位位置精度要求。所述第二螺杆主机20b也包括排气轴承座23b。

为了提升密封性能，所述一级螺杆主机20还包括法兰(图中未标示)。所述法兰设置在所述第一主机壳体21与所述第一电机壳体11之间。进一步地，通过双圈连接法兰止口设计，不仅可以与双永磁电机匹配，还能够与单永磁电机、普通电机与柴油机均可连接安装，共用一个安装法兰面，通用性强。

所述一级螺杆主机20还包括碟簧24。所述碟簧24设置在所述排气轴承座23的容腔内。所述碟簧24的两侧可分别与第一主机壳体21及所述第一阳转子11相抵接。所述碟簧24能够提升柔性缓冲性能，避免第一阳转子11在可能发生振动时抵接在第一主机壳体21上。

所述一级螺杆主机20还包括第一轴承203。具体地，所述第一轴承203设置在所述第一主机壳体21内，并套设在所述第一阳转子28的一端上。所述第一轴承203相对于所述第一阳转子28的一端突出设置。所述第一轴承203可与所述碟簧24相抵接。所述第一轴承203设置在所述排气轴承座23。

所述一级螺杆主机20还包括防转压板25。所述防转压板25可与所述第一轴承203相抵接，从而避免第一轴承203发生转动。进一步地，所述防转压板25与所述碟簧24抵接，以避免所述碟簧24转动，从而增强所述碟簧24的柔性缓冲性能。

所述第一主机壳体21上设置有自润滑油孔214。所述自润滑油孔214可灌注润滑油，从而润滑及冷却所述第一主机壳体21内部的部件。

所述一级螺杆主机20、二级螺杆主机20b还包括多个轴承27、27b。所述轴承27、27b设置在所述一级、第二主机壳体21、21b内。所述轴承27、27b为绝缘轴承。所有轴承27、27b有自喷油润滑，结构紧凑减少安装孔。相应地，本实施例中，所述第一主机壳体11与所述第二主机壳体11b内均不需要设置轴承27、27b，从而使得结构紧凑、空间盈余。

所述一级、二级螺杆主机20、20b还包括第一阳转子28、第二阳转子28b。所述第一阳转子28(第二阳转子28b)容置在所述第一主机壳体21(第二主机壳体21b)的压缩腔内。所述第一阳转子28与所述一级永磁转子14传动连接。为了提升传动效率及增强稳定性，所述第一阳转子28与所述一级永磁转子14一体成型，且同轴设置。所述第二阳转子28b与所述二级永磁转子14b一体成型，且同轴设置。所述第一阳转子28与所述防转压板25接触设置。

相应地，所述一级螺杆主机20还包括与所述第一阳转子28匹配的阴转子(图中未示出)。所述二级螺杆主机20b还包括与所述第二阳转子28b匹配的阴转子(图中未示出)。为了提升传动效率，所述一级、第二阳转子28、28b采用非对称专利齿形等距型线设计，长径比小，且具有更稳定的平衡性能。

为了进一步增强冷却、润滑性能，所述一级螺杆主机20还包括主喷油孔29。所述主喷油孔29设置在所述第一主机壳体21上。作为变形，所述主喷油孔29设置在所述第一主机壳体21与第二主机壳体21b之间的连接处(即极间壳体30)。

为了提升冷却及润滑作用且减少其他有害影响，所述一级螺杆主机20与所述二级螺杆主机20之间的极间壳体30采用单独喷油。具体地，所述极间壳体30上设置有极间冷却油孔32。所述极间冷却油孔32与所述极间壳体30的内部容腔连通，并可通过对单独灌注润滑油，从而保证润滑油直接吸入，压损低，接近等温压缩，防止冷凝水淅出，降低噪音，防止产生共振。进一步地，所述极间壳体30采用双层密封中间带回油，油冷电机和螺杆主机油路一体。为了进一步提升稳定运转性能，通过设置特殊漏油槽(图中未示出)，并且具有防漏电及特殊防静电轴承设计组合。

为了提升安全性能，所述第二主机壳体21上设置有压力传感器38。所述压力传感器38用于检测所述第二主机壳体21内的压缩气体的压强。所述压力传感器38能够将相应的信号输送至控制器(图中未示出)。所述控制器能够控制所述一级永磁电机11。根据需要，在所述第二主机壳体21内的压缩气体的压强增大至预设值时，所述控制器可以控制所述一级永磁电机11降低转速，甚至停机。可以想到的是，所述控制器可以为工控机或上位机等。

为了进一步提升安全性能，所述第二主机壳体21b上设置有安全阀34。可以想到的是，所述安全阀34为机械阀门，并可在第二主机壳体21b内的气体压强超过某一数值时自动打开，避免所述压力传感器38失效时使得压力持续变大而发生安全问题。可以想到的是，第一主机壳体21、第二主机壳体21b内气体压强持续变大的原因可能时所述出气口212b堵塞而不是实现正常的出气。所述安全阀34防止压力过大，从而进行相应的气体压力泄放。进一步地，所述极间壳体30上设置有温度传感器36。所述温度传感器36用于检测相应的温度，从而提供相应的安全示警。另一个温度传感器36设置在所述一级永磁电机10上。所述温度传感器36与所述控制器连接。所述控制器根据相应的温度信号而控制第一永磁电机10。

所述双永磁双级螺杆压缩机101的主输入轴可在800～6000转范围内进行自由无级调速，可覆盖11—315kW功率，机型覆盖范围宽而广，自由变转速智能合理分配压比，排气口可自动调节大小以适应不同的压比和转速，噪音更低。相较于现有技术中压缩机仅能工作在低于1Mpa的常压工作环境，所述双永磁双级螺杆压缩机101可工作在0.2—2Mpa压力范围内，从而具有更大适用范围，通用性更强。另外，所述双永磁双级螺杆压缩机101提升了节能性能且具有更高的性价比。具体地，高能效永磁电效率提高5％～8％，减少齿轮箱锥轴一体可提高传动效率2％，螺杆主机比普通单级压缩平均提高效率15～20％，每小时节能省电22％～30％，综合节能超一级能效，比常规齿轮设计主机材料制造成本节省40％，外形安装尺寸小紧凑节省空间，有很高的性价比。

优选地，所述双永磁双级螺杆压缩机101不需要采用硬管进行连接，效率更高，噪声更小，动平衡更好，具有缓冲及过压保护，具有级间冷却。另外，所述双永磁双级螺杆压缩机101避免齿轮箱的高成本高噪音问题，避免了采用多轴承多齿轮变转速，需单独联轴器连接，体积大笨重，安装制造非常麻烦，容易产生共振的问题，避免了采用普通风冷电机连接，不能自由分配内压比、变换供气压力和转速的问题，避免了不方便大批量生产制造，启动电流和扭矩很大，对电网和机组有很大的冲击的问题，避免了不能直接反转，造成驱动端为柴油机连接相当繁琐复杂，故障点多且不能充分保障对中，零部件多，成本高，对孔轴的同轴精度和定位销精度要求也很高，产品批量生产报废率很高启动电流噪音大，也不能达到节能效果。

需要说明的是，本实用新型中出现的“上”与“下”为相对概念，指的是如图2的上下方向。另外，“左”与“右”为相对概念，指的是如图2示出的左右方向，并且相应的左端所述一级、二级螺杆主机20、20b的吸气端，右端为所述一级、二级螺杆主机20、20b的排气端。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并不用于局限本实用新型的保护范围，任何在本实用新型精神内的修改、等同替换或改进等，都涵盖在本实用新型的权利要求范围内。