一种无油涡旋式压缩机及其冷却方法与流程

本发明涉及一种压缩机，特别是涉及一种无油涡旋式压缩机，可应用于机械工业，化工，医疗，食品，能源，交通运输，航空航天领域。

背景技术：

无油涡旋式压缩机是动盘在电机驱动下高速旋转压缩空气来做功，根据气体特性使进入压缩机后的空气经排气口排出后具有一定压力的设备。由于气体在压缩机内部急剧压缩和压缩机部件高速旋转，导致压缩机工作部温升很快，过高的温度严重地影响了压缩机的状态和性能，使压缩机无法长时间连续运行，排出口气体温度过高也使压缩机容积效率大大下降，因此，如何有效降低温度成为压缩机技术中至关重要的一环。

目前，现有的无油涡旋式压缩机多数采用风冷，一种是在压缩机电机尾端接入通风管连接到压缩机机头，利用电机自身携带的冷却风扇制冷，或附加风扇制冷，另一种是压缩机机头附近外挂或者安装风机，风直接吹向压缩机机头外表面实现制冷。鉴于无油涡旋式压缩机的机械结构特性，上述方法都存在着不可避免的缺点：

1.无油涡旋式压缩机工作部多为动、静盘协同工作，属于小间隙精密配合，静盘固定不动，而动盘高速旋转，上述无论哪种冷却方式，都只能从侧面冷却静、动盘，造成动、静盘温度差，静盘温度降低后，动盘依然处于高温状态，这样，由同种材料制成的动、静盘因温度差造成了形变不同，无油涡旋式压缩机属于高精度精密配合设备，这样的形变影响了压缩机的精密性，导致气体泄漏，甚至产生卡死现象。

2.动盘上安装有防自转轴承，现有的冷却方式无法直接给轴承降温，持续的高温使轴承运转不畅，同时也降低轴承的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无油涡旋式压缩机新的冷却方式，该压缩机通过在风机主轴上安装风机叶轮，导流板上开有吸风口，在机架上设有腰型导流孔，在机架和定盘上设有出风口。能使空气既做离心运动又做轴向运动并直接向无油涡旋式压缩机的动盘高速旋转区域送风，能够使动、静盘及轴承直接冷却，温度差得以控制，解决了以往采用其他冷却方式所带来的散热不均、不良问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无油涡旋式压缩机，该压缩机包括动盘、机架、螺钉、机箱、压缩机主轴、联轴器、联轴器紧定螺钉、风机叶轮、平键、紧定螺钉、导流板、风机主轴、联接法兰、电动机（或发动机），风机主轴套装在电机主轴上，风机叶轮固定在风机主轴上，压缩机主轴通过联轴器与风机主轴相联，压缩机主轴另一端安装动盘。联接法兰一端直接与电机法兰连接，联接法兰另一端与机箱相联接，联接法兰上开设有进风口，机箱另一端固定机架，机架上开有出风口。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述机箱与联接法兰相连的一侧上设有导流板。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述导流板外侧一周固定在机箱上，中部中空向主轴方向向内设有一圈凸起。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述风机叶轮可为一级或一级以上的多级风机叶轮。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述机架和定盘上相对位置分别设有部分出风口，二者装配完成后形成出风口。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述机架上开设有腰型导流孔。

所述的一种无油涡旋式压缩机，所述风机主轴与风机叶轮经平键联接，风机主轴与电机主轴经平键联接。

机架用于固定静盘、支撑动盘，箱体上的设定位置开设有至少一个进风口，导流板上有圆形吸风口，在机架上开有腰型导流孔，在机架和定盘上设有部分出风口，两件装配完成后形成出风口。

安装有倍压式轴流冷却风扇叶的无油涡旋式压缩机的冷却方法是：

当电动机（或发动机）启动后，主轴带动轴流风扇叶高速旋转，不断把从进风口吸入的空气（或者温度可调控的冷气）通过导流板上的吸风口，经过机架上的腰型导流孔直接吹向静、动盘及轴承表面，带走大量热量，再由出风口排出，形成风冷循环。

本发明的优点与效果：

1、本发明直接且同时冷却动盘、静盘，能使动盘、静盘保持同一温度，避免了由动、静盘温差引起的一系列不良影响。

2、本发明可以将温度可调控的冷气吹向动盘上的小轴承和主轴上的轴承，直接使轴承与动、静盘同时降温，较好地解决了轴承温生问题，保证了轴承使用效果和寿命。

3、本设计中所采用的轴流风扇叶与导流板组合使用，使旋转的风扇叶具有轴流风扇叶和离心风扇叶结构的优点，在导流板作用下，使空气既做轴向运动又做离心运动，在叶轮和导流板之间形成倍压。由于采用轴流风扇叶结合导流板设计，风压系数比轴流风机高，流量比离心风机大，使冷风的风向单一，冷却效果显著提高。

4、本发明在机架面上设置腰形导流孔，其目的是在其有效面积内，使出风口面积最大，腰形导流孔的面积要比圆形导流孔的出风面积更大。

附图说明

图1是整体结构示意图；

图2是电机方向结构示意图；

图3是泵头方向结构示意图；

图4是机架结构示意图；

图5是轴流风机叶轮示意图；

图6是连接法兰示意图；

图7是导流板示意图。

图中部件：1为动盘、2为机架、3为螺钉、4为机箱、5为压缩机主轴、6为第一联轴器、7为联轴器紧定螺钉、8为第二联轴器、9为第一风机叶轮、10为第一平键、11为第二风机叶轮、12为紧定螺钉、13为导流板、14为风机主轴、15为联接法兰、16为第二平键、17为电动机、18为固定钉。

具体实施方式

一种安装有轴流风扇叶的无油涡旋式压缩机，包括动盘1、机架2、螺钉3、机箱4、压缩机主轴5、第一联轴器6、联轴器紧定螺钉7、第二联轴器8、第一风机叶轮9、第一平键10、第二风机叶轮11、紧定螺钉12、导流板13、风机主轴14、联接法兰15、第二平键16、电动机17（或发动机）。

风机主轴14套装在电机（或发动机）主轴上，风机叶轮（第一风机叶轮9、第二风机叶轮11）固定在风机主轴14上，压缩机主轴5通过联轴器（第一联轴器6、第二联轴器8）与风机主轴14相联，压缩机主轴5另一端安装动盘1。

连接法兰15一端直接与电机法兰连接，连接法兰15另一端与机箱4经固定钉18相联接，机箱4另一端固定机架2，机架2上开有出风口。第一平键10用于联接风机主轴14和风机叶轮，第二平键16用于联接风机主轴14和电机（或发动机）主轴。

安装有轴流风扇叶的无油涡旋式压缩机的冷却方法为当电动机17（或发动机）启动时，电动机（或发动机）轴高速旋转，同时带动轴上的风机叶轮（第一风机叶轮9、第二风机叶轮11）高速旋转，形成混流风机效应，从联接法兰15吸入大量空气，经过导流板13上的吸风口通向机架2上的导流孔后，吹向动、静盘及动盘轴承表面，在吸收大量热量后，由机架2出风口排出，形成风冷循环。由于采用轴流风扇叶和导流板设计，使风向单一，风压高，风速快，制冷效果显著增强，完成对压缩机的有效冷却。

实施例1：

一种无油涡旋式压缩机，该压缩机包括动盘1、机架2、螺钉、机箱4、压缩机主轴5、联轴器、联轴器紧定螺钉7、风机叶轮、平键、紧定螺钉、导流板13、风机主轴14、联接法兰15、电动机。

风机主轴14套装在电机主轴上，在风机主轴14上通过螺钉3固定有两级风机叶轮，即第一风机叶轮9和11为第二风机叶轮11，两级风机叶轮同轴设计。

压缩机主轴5与第一联轴器6连接、风机主轴14与第二联轴器8相联，第一联轴器与第二联轴器连接，联轴器通过联轴器紧定螺钉固定连接。

联接法兰15一端直接与电机法兰连接，另一端与机箱4经固定钉18相联接，联接法兰15上一周开设有进风口，联接法兰结构如图6所示。机箱4与联接法兰相连的一侧上设有导流板13，导流板13外侧一周固定在机箱上，中部中空向主轴方向向内设有一圈凸起，形成吸风口。第一平键10用于联接风机主轴14和第一风机叶轮9、第二风机叶轮11，第二平键16用于联接风机主轴14和电机主轴。

机箱4另一端固定机架2，所述机架2和定盘上、下相对位置分别设有部分出风口，二者装配完成后形成出风口。压缩机主轴5另一端安装动盘1，所述机架2上开设有腰型导流孔，其结构如图4所示，其机架面上设置腰形导流孔的目的是在其有效面积内，使出风口面积最大，腰形导流孔的面积要比圆形导流孔的出风面积更大。

当电机启动时，电机轴高速旋转，带动轴上的风机叶轮高速旋转，形成混流风机效应，从联接法兰吸入大量空气，经过导流板上的吸风口通向机架上的导流孔后，吹向动、静盘及动盘轴承表面，在吸收大量热量后，由机架出风口排出，形成风冷循环。