专利名称：一种全性能涡旋空气压缩机一体机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种空气压缩机及其净化设备，具体是一种包含涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统集于一体的全性能涡旋式空气压缩机一体机。
背景技术：
随着科学技术的进步和工业现代化的发展，特别是高技术产业的兴起，对空压机能耗、压缩空气品质的要求越来越高，压缩空气(气体)的污染及其净化技术引起了各国用气部门和制造商的重视，具有除油、除水、除尘、除气味的各种净化装置不断被开发，市场需求与日俱增，压缩空气净化技术的发展不仅为新兴的高技术产业和传统工业改造提供洁净、可靠的气源，而且自身也从高新技术的发展中受益匪浅，其中压缩空气冷冻干燥机(以下简称冷干机)就是将含水蒸气、油污等杂质的压缩空气降低到其露点温度以下，使得其中的水蒸气凝结成液态水滴，通过气水分离器进行分离，除去水分同时除去空气(气体)中的其他杂质而洁净空气的方法和装置。目前节能降耗与绿色环保成为了我们国家工业发展的主题，因而对于空压机行业来说产品升级与创新势在必行。目前国内市场上销售的中小型空气压缩机(以下简称空压机)主要是活塞式空压机、螺杆式空压机和极少量刚进入市场的涡旋式空压机。活塞式空压机虽然成本较低，但是活塞机存在噪音大、能耗高、气质差、易损件多、故障率高、维修费用高等许多弊端。螺杆式空压机则加工复杂成本高，适合于用气量较大的场所。与活塞空压机、螺杆空压机相比， 涡旋式空压机具有节能、低噪、维修率低等优点，性价比高，且技术也较成熟，并随着国家节能减排、环保战略的深入实施，在中小排量的空压机中涡旋式空压机将逐渐取代活塞式空压机及螺杆式空压机。另外，市场上销售的国产中小型空压机仍以单机为主，用户要使用高品质压缩空气时，需另配置储气罐、干燥设备、过滤设备对压缩空气进行除水、油、杂质的净化处理，这样整个空气压缩系统和压缩空气净化系统占地及空间多，系统管路复杂，泄漏点多，维护设备多。因此，国内一些厂家进行了空压机一体机的研制和生产，目前主要有全封闭箱式螺杆空压机一体机和半封闭移动式螺杆空压机一体机。如，柳州富达机械有限公司生产的 LUD5-LUD30型全封闭箱式螺杆空压机一体机，只是将螺杆空压机、冷冻干燥器和高效过滤器集于一体，由于机内未设置储气罐，不能对压缩空气进行气水初分和稳压，使压缩空气压力不稳定，而且必须通过加大冷冻干燥器的功率，才能获得高品质压缩空气，从而增加了压缩空气净化的能耗；又如，专利号ZL 200620049530. 6所述的低露点螺杆空压机一体机，它由安装在储气罐的螺杆空压机、风冷却器、除油过滤器、低露点干燥机集成的半封闭移动式一体机。所述低露点干燥机采用两个以上干燥过滤器，其除水效果的压力露点(0.7MPa) 可达到-10 _15°C，由于对干燥过滤器的除水要求太高，工作时间稍长压力露点会急骤上升，到目前为止，市场上仍无该专利技术方案的实物产品。发明内容本发明的目的就是提供一种全性能涡旋空气压缩机一体机，以解决现在空压站空压机能耗高、噪音大，压缩空气净化处理设备系统占地及空间多、系统管路复杂、输送沿程压力损失大、输送效率低、工作不灵活，以及其中的压缩空气干燥设备蒸发传热效果较差、 热回收效率较低、压缩空气出口露点温度不稳定。本发明解决问题采取的技术方案是一种全性能涡旋空气压缩机一体机，它包括涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统及连接管道；所述涡旋空气压机系统包括涡旋空压机、电动机、油气分离罐、油气冷却器；所述储气系统包括储气罐、安全阀、排污管道；所述冷冻干燥系统包括制冷压缩机、风冷冷凝器、节流装置、高低压保护器、一体式预冷蒸发器、旁通阀、自动排水器；所述冷冻干燥系统内的一体式预冷蒸发器包括预冷器、蒸发器、汽水分离装置 (兼过滤器)、排水管；所述精密过滤系统包括三个高效过滤器，其压缩空气过滤分为初级、中级和高级三级过滤；涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统集于一体安装在机箱内，所述涡旋式空压机系统通过管道与储气系统进气口连通，储气系统出气口与精密过滤系统的初级高效过滤器进气口连通，精密过滤系统的初级高效过滤器出气口与冷冻干燥系统的一体式预冷蒸发器的进气口连通，一体式预冷蒸发器的进气口与精密过滤系统中串接的中级、高级高效过滤器的进气口连通，高级高效过滤器出气口接用户端。所述精密过滤系统的高效过滤器均配备有自动排水器。所述机箱的内表面置有吸音海绵。本发明中，涡旋空压机通过电动机的驱动对空气进行压缩，压缩空气(油气混合物)依次经管道进入油气分离罐和油气冷却器进行油与空气的分离冷却，油可继续循环使用，空气进入储气系统，整个涡旋空气压机系统具有结构紧凑、低能耗、低噪音的特点；压缩空气进入储气罐进行气水初分和稳压，并除掉其中部分的水蒸气和油污，以降低冷冻干燥系统和精密过滤系统负荷；冷冻干燥系统冷媒采用环保型R134a，也可用R22，压缩空气经一体式预冷蒸发器的冷冻干燥，可使出口压力露点达到2 5°C (0. 8MPa)；一体式预冷蒸发器利用预冷器回收蒸发器多余的冷量，对压缩空气预冷，降低蒸发器热负荷，进而减少其能耗，预冷后的压缩空气在蒸发器中被强制冷却，水蒸气凝结成液态水，经过汽水分离金属丝网(即汽水分离装置)分离，再经排水管进入自动排水器排出；精密过滤系统包括三个高效过滤器和与之连接的三个自动排水器，其压缩空气过滤分为初级、中级和高级三级过滤，压缩空气过滤后达到除尘精度0. 1 μ m，除油精度0. lppm。本发明的工作原理空气通过进气过滤器进入涡旋空气压缩机完成压缩，压缩空气依次经管道进入油气分离器和油气冷却器进行油与空气的分离冷却，进入储气罐进行气水初分和稳压，并除掉其中部分的水蒸气和油污，进入初级高效过滤器和一体式预冷蒸发器进行过滤及冷冻干燥，即利用预冷器回收蒸发器多余的冷量，对压缩空气预冷，降低蒸发器热负荷，进而减少其能耗，预冷后的压缩空气在蒸发器中被强制冷却，水蒸气凝结成液态水，冷冻干燥后的压缩空气进入串接的中级、高级高效过滤器过滤，通过排水管将分离出的水和油污从自动排水器排出，给用户提供稳定、高品质的压缩空气。综上所述，本发明全性能涡旋空气压缩机一体机特别采用涡旋空气压缩机系统， 有机地将涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统集于一体，具有节能、低噪音、安装操作方便、排气干燥洁净等优点，解决了空压机能耗高，小型空压站设备成本高，占地与空间多，管路复杂，噪音大等问题；占地及空间少，无需基础安装； 运行噪声和能耗低，排气洁净，符合环保要求；工作灵活，可安放在工作场所实现单机或多机在线供气；最终出来的压缩空气的质量可达到压力露点温度为2 5°C (0. 8MPa)，除尘精度0. 1 μ m，除油精度0. Ippm,整机噪音值< 65dB
以下结合附图和实施例，对全性能涡旋空气压缩机一体机的具体实施方式
作进一步说明。
图1是0XQN-1/8全性能涡旋空气压缩机一体机结构示意简图。图2是冷冻干燥系统结构示意简图。图3是冷冻干燥系统中一体式预冷蒸发器结构简图。
具体实施方式
参照
图1、图2、图3，全性能涡旋空气压缩机一体机由机箱1及安装在机箱内的制冷压缩机2、自动排水器3、电控系统4、涡旋空压机5、一体式预冷蒸发器6、吸音海绵7、风冷冷凝器8，初级高效过滤器9、油气冷却器10、储气罐11、油气分离罐12、电动机13、旁通阀14、节流毛细管15、干燥过滤器16、高低压开关17及其管道组成。该机具体包括涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统及连接管道，上述系统集于一体安装在机箱内1，机箱的内表面置有吸音海绵7。一体机的涡旋空气压缩机系统包括涡旋空压机5、电动机13、油气分离罐12、油气冷却器10等。一体机的涡旋空压机5通过电动机13的驱动对空气进行压缩，压缩空气(油气混合物)依次经管道进入油气分离罐12和油气冷却器10进行油与空气的分离冷却，油可继续循环使用，空气进入储气罐11。一体机的储气系统包括储气罐11、安全阀、排水管道等。压缩空气进入储气罐11 进行气水初分和稳压，并除掉其中部分的水蒸气和油污，以降低冷冻干燥系统和精密过滤系统负荷。一体机的冷冻干燥系统包括制冷压缩机2、风冷冷凝器8、节流装置毛细管15、高低压保护器17、一体式预冷蒸发器6、旁通阀14等；一体式预冷蒸发器6包括预冷器、蒸发器、汽水分离装置金属丝网(兼过滤器)、自动排水器3等，一体式预冷蒸发器采用本公司 2011年6月申请的“一体式预冷蒸发器”(申请号201120189708. 8)技术，它为套管式集成式结构，包括蒸发器和预冷器，蒸发器套装在预冷器内，两者成为一个整体；预冷器在其壳体上设有压缩空气进出口和排水口，蒸发器在其壳体设有压缩空气出口和排水口，在其壳体端板设有压缩空气进口 ；预冷器的壳体和连接在壳体上的两端板与装入两端板孔内的热交换管构成预冷单元，对进入热交换管内的压缩空气进行预先冷却；蒸发器的壳体和连接在壳体上的两端板与盘管式蒸发器构成蒸发单元，对预冷的压缩空气进行冷冻干燥；所述的预冷单元管程内通未冷冻干燥的压缩空气，预冷单元的壳程内通来自蒸发器冷冻干燥以后的压缩空气。这样，压缩空气依次进入一体式预冷蒸发器6的预冷器预冷和蒸发器冷冻干燥，使得压缩空气出口压力露点达到2 5°C (0. 8MPa)。—体机的精密过滤系统由初级高效过滤器9和中级、高级高效过滤器(图中未显示)及与之连接的三个自动排水器组成，压缩空气经初级高效过滤器9和中级、高级高效过滤器的过滤，可达到除尘精度0. 1 μ m，除油精度0. lppm。涡旋式空压机系统通过管道与储气系统进气口连通，储气系统出气口与精密过滤系统的初级高效过滤器9进气口连通，精密过滤系统的初级高效过滤器出气口与冷冻干燥系统的一体式预冷蒸发器6的进气口连通，一体式预冷蒸发器的进气口与精密过滤系统中串接的中级、高级高效过滤器的进气口连通，高级高效过滤器出气口接用户端。本发明中，涡旋空压机5出气口与油气分离罐12进气口、油气分离罐12出气口与油气冷却器10进气口、冷却器10出气口及压力维持阀与储气罐11进气口、储气罐11出气口与初级高效过滤器9进气口、初级高效过滤器9出气口与一体式预冷蒸发器6进气口、一体式预冷蒸发器6出气口与串接的中级、高级高效过滤器进气口均用管道连通，高级高效过滤器出气口接用户端。本发明工作运行如下涡旋空压机5在电动机13的驱动下，空气经进气过滤器进入涡旋空压机5压缩，压缩空气(油气混合物)依次经管道进入油气分离罐12和油气冷却器10进行油与空气的分离冷却，油可继续循环使用，空气进入储气罐11进行气水初分和稳压，除掉其中部分的水蒸气和油污，进入初级高效过滤器9和一体式预冷蒸发器6进行过滤及冷冻干燥，利用预冷器回收蒸发器多余的冷量，对压缩空气预冷，降低蒸发器热负荷，进而减少其能耗，预冷后的压缩空气在蒸发器中被强制冷干，进入串接的中级、高级高效过滤器进行过滤，再经自动排水器3将分离出的水和油污排出，最终使用的压缩空气的质量可达到压力露点温度2 5°C (0. 8MPa)，除尘精度0. 1 μ m，除油精度0. lppm。该一体机有机地将涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系集于一体，其机组占地及空间少，无需基础安装；运行噪声和能耗低，排气洁净，符合环保要求；工作灵活， 可安放在工作场所实现单机或多机在线供气。
权利要求1.一种全性能涡旋空气压缩机一体机，其特征在于它包括涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统及连接管道；所述涡旋空气压机系统包括涡旋空压机、电动机、油气分离罐、油气冷却器； 所述储气系统包括储气罐、安全阀、排污管道；所述冷冻干燥系统包括制冷压缩机、风冷冷凝器、节流装置、高低压保护器、一体式预冷蒸发器、旁通阀、自动排水器；所述冷冻干燥系统内的一体式预冷蒸发器包括预冷器、蒸发器、汽水分离装置、排水管；所述精密过滤系统包括三个高效过滤器，其压缩空气过滤分为初级、中级和高级三级过滤；所述涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统集于一体安装在机箱内，涡旋式空压机系统通过管道与储气系统进气口连通，储气系统出气口与精密过滤系统的初级高效过滤器进气口连通，精密过滤系统的初级高效过滤器出气口与冷冻干燥系统的一体式预冷蒸发器的进气口连通，一体式预冷蒸发器的进气口与精密过滤系统中串接的中级、高级高效过滤器的进气口连通，高级高效过滤器出气口接用户端。
2.根据权利要求1所述一种全性能涡旋空气压缩机一体机，其特征在于所述精密过滤系统的高效过滤器均配备有自动排水器。
专利摘要本实用新型公开的一种全性能涡旋空气压缩机一体机，它包括机箱及安装在机箱内的涡旋空气压缩机系统、储气系统、压缩空气冷冻干燥系统和精密过滤系统。所述涡旋式空压机系统通过管道与储气系统进气口连通，储气系统出气口与精密过滤系统进气口连通，精密过滤系统的初级高效过滤器出气口与冷冻干燥系统的一体式预冷蒸发器的进气口连通，一体式预冷蒸发器的进气口与精密过滤系统中串接的中级、高级高效过滤器的进气口连通，高级高效过滤器出口接用户端。本实用新型占地及空间少，无需基础安装；运行噪声和能耗低，排气洁净，符合环保要求；工作灵活，可安放在工作场所实现单机或多机在线供气。
文档编号F04C18/02GK202326234SQ201120342029
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者喻首贤, 张建平, 朱钢, 王美, 郭一兰, 黄贻权 申请人:湖南云箭集团有限公司