一种石化用单螺杆压缩机的制作方法

本实用新型涉及压缩机技术领域，具体涉及一种石化用单螺杆压缩机。

背景技术：

在石化生产中，压缩机是一种广泛使用的设备，它是将在各工艺阶段将低压气体提高为高压气体的一种工程设备，目前多采用活塞式压缩机或双螺杆式压缩机。近年来，由于单螺杆压缩机以振动小、噪音低、可靠性高、易于维护以及寿命长等优点，越来越受到欢迎。

但是，由于石化行业的工艺气具有一定的腐蚀性，因此现有的单螺杆压缩机具有以下问题：为了符合石化设备设计要求且便于安装，位于单螺杆压缩机星轮轴上部的机械密封是整体式安装在机壳内的，然后在星轮轴顶部安装轴承，这就导致机械密封和轴承之间的距离较大，使得星轮轴较长，如图1所示，而较长的轴距使得星轮轴在高速转动的过程中振动加大，对轴承的冲击更大，噪音更大；因此，石化行业需要一种更可靠、振动更小的单螺杆压缩机。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低振动、使用寿命更长的石化用单螺杆压缩机。

为了实现本实用新型之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种石化用单螺杆压缩机，该单螺杆压缩机包括机壳、由一根螺杆以及两对星轮组成的啮合副，所述啮合副设置在机壳的工作腔内，所述螺杆的两端通过第一固定端轴承和第一自由端轴承固定，两个所述星轮套设在星轮轴中部且对称设置在螺杆两侧，所述星轮轴的底部第二自由端轴承与机壳固定，所述星轮轴的顶端设有第二固定端轴承，其特征在于，所述第二固定端轴承通过第二机械密封与工作腔隔离，且所述第二机械密封与第二固定端轴承之间设有隔离腔，工作时，所述隔离腔内充有惰性气体。

在第一方面的一种实施方式中，所述第二机械密封的外部设置机封座，并通过机封座与机壳固定，所述隔离腔由机封座的内壁及底部、第二机械密封的外壁、第二固定端轴承底部合围而成。

在第一方面的一种实施方式中，所述第二固定端轴承的外部设有轴承座，所述轴承座与机封座固定。

在第一方面的一种实施方式中，所述第一固定端轴承和第一自由端轴承通过第一机械密封与工作腔隔离。

在第一方面的一种实施方式中，所述第一固定端轴承为成对安装的角接触球轴承，所述第一自由端轴承为深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滑动轴承中的一种。

在第一方面的一种实施方式中，所述机壳的内壁开设排气孔和喷液孔，所述机壳下部设有排油口。

在第一方面的一种实施方式中，所述第二自由端轴承的材质为石墨或陶瓷。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)利用第二机械密封将第二固定端轴承与工作腔隔开，且在第二机械密封和第二固定端轴承之间设置隔离腔，并在隔离腔内通以惰性气体，即使工艺气泄露，也能被惰性气体带走，无法对第二固定端轴承进行腐蚀，延长了第二固定端轴承的使用寿命；

(2)第二机械密封和第二固定端轴承之间的距离短，有效缩短了星轮轴的长度，增强星轮轴刚度，降低轴承振动，噪音低；

(3)第二自由端轴承的材质为石墨或陶瓷，不仅耐腐蚀，而且具有高耐摩擦性和自润滑性，同时，通过冷却液进行润滑，保证第二自由端轴承的长久使用。

附图说明

图1为现有的单螺杆压缩机的结构示意图；

图2为本申请中单螺杆压缩机的剖面结构示意图；

图3为本申请单螺杆压缩机中螺杆的剖面结构示意图。

在附图中，1为第一自由端轴承，2为第一机械密封，3为螺杆，31为倒角端面，4为机壳，41为排气孔，42为喷液孔，43为管口，5为第一固定端轴承，6为排油口，7为工作腔，8为星轮，9为第二自由端轴承，10为第二机械密封，101为机封座，102为隔离腔，11为第一轴承座，12为第二固定端轴承，13为第二轴承座，14为星轮轴。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

以下将描述本实用新型的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型的实施方式进行修改和替换，所得实施方式也在本实用新型的保护范围之内。

传统的单螺杆压缩机，机械密封与轴承之间距离较大，导致星轮轴的长度较大，星轮轴振动大，且工艺气可能对轴承造成腐蚀，如图1所示。

本申请之目的在于提供一种石化用单螺杆压缩机，该单螺杆压缩机包括机壳、由一根螺杆以及两对星轮组成的啮合副，所述啮合副设置在机壳的工作腔内，所述螺杆的两端通过第一固定端轴承和第一自由端轴承固定，两个所述星轮套设在星轮轴中部且对称设置在螺杆两侧，所述星轮轴的底部第二自由端轴承与机壳固定，所述星轮轴的顶端设有第二固定端轴承，其特征在于，所述第二固定端轴承通过第二机械密封与工作腔隔离，且所述第二机械密封与第二固定端轴承之间设有隔离腔，工作时，所述隔离腔内充有惰性气体。在本申请的结构中，通过设置隔离腔，并在隔离腔中持续通入惰性气体如氮气、氦气等，使得隔离腔处于正压状态，一是可以避免工艺气从工作腔中泄露；二是即使工艺气泄露，也能被流动的惰性气体带走。同时可在隔离腔的出口设置检测装置，当持续检测到工艺气，说明第二机械密封有所损坏，已无法实现密封，需进行更换。

在一种具体实施方式中，所述第二机械密封的外部设置机封座，并通过机封座与机壳固定，所述隔离腔由机封座的内壁及底部、第二机械密封的外壁、第二固定端轴承底部合围而成。

在一种具体实施方式中，所述第二固定端轴承的外部设有轴承座，所述轴承座与机封座固定。本申请通过将轴承座直接和机封座连接，从而缩短了第二固定端轴承和第二机械密封之间的距离，即缩短了星轮轴的长度，提高了星轮轴运行时的稳定程度，减小噪音。

在一种具体实施方式中，第二固定端轴承可选用成对安装的角接触球轴承、双联角接触球轴承或成对安装的圆锥滚子轴承。

在一种具体实施方式中，所述第一固定端轴承和第一自由端轴承通过第一机械密封与工作腔隔离，为了提高螺杆的运行稳定性，第一机械密封和第一固定端轴承及第一自由端轴承之间也设置隔离腔，同时将第一固定端轴承及第一自由端轴承的轴承座直接固定在第一机械密封的机封座上，即与第二固定端轴承的结构类似，起到保护第一固定端轴承和第一自由端轴承的作用，同时减小螺杆的长度，减小其震动。

在一种具体实施方式中，所述第一固定端轴承为成对安装的角接触球轴承，所述第一自由端轴承为深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滑动轴承中的一种。

在一种具体实施方式中，所述机壳的内壁开设排气孔和喷液孔，所述机壳下部设有排油口。排油口用于在单螺杆压缩机启动时，将机壳工作腔内的冷却液排除，防止螺杆和星轮在工作过程中因积液引起负荷过大造成各轴承的损伤。

在一种具体实施方式中，所述第二自由端轴承的材质为石墨或陶瓷，该材质具有一定的自润滑性，且耐腐蚀性能好。具体可选用圆柱滚子轴承或滑动轴承。

实施例

下面将对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种石化用单螺杆压缩机，包括一个机壳4、一个螺杆3、两个中心对称的星轮8、六组轴承和四组机械密封，六组轴承分别为1个第一自由端轴承1、1个第一固定端轴承5、两个第二自由端轴承9和两个第二固定端轴承12，四组机械密封分别为两组第一机械密封和两组第二机械密封。其中，一个耐腐蚀的螺杆3和两个耐腐蚀的中心对称布置的星轮8组成的啮合副，装在耐腐蚀的机壳4内，螺杆3的一端为第一固定端轴承5，另一端为第一自由端轴承1，第一固定端轴承5和第一自由端轴承1与机壳4的工作腔7均通过第一机械密封2隔离，两个星轮8分别设置在一根星轮轴14的中部，星轮轴14的上端为第二固定端轴承12，通过第二机械密封10与机壳4工作腔7隔离，第二轴承座13直接安装在机封座101上，且第二机械密封10与第二固定端轴承12之间有一个隔离腔102，可以通过惰性气体将第二机械密封10与第二固定端轴承12完全隔离，有效缩短星轮轴14，增强星轮轴14刚度，降低振动，星轮轴14下端为第二自由端轴承9，其直接在机壳4工作腔7内固定并工作，如图2所示。

螺杆3的螺旋槽、机壳4内壁和星轮8齿顶面构成封闭的基元容积。高速旋转时的动力传到螺杆3的螺旋槽上带动星轮8齿转动，随着星轮齿转动，使石化气体由螺杆3倒角端面31进入吸气腔，再被星轮齿片封闭，压缩至设计压力时，经开在机壳4内壁的排气孔口41和排气通道后排出。在此过程中冷却液(水、柴油或石脑油)，经机壳4上喷液孔42雾化后喷入压缩腔，冷却被压缩的石化气体，防止其温升过高结焦积碳；上述冷却液还填充各空间间隙，防止压缩后的气体泄漏到低压腔同时润滑各运动部件；冷却液还具有吸收机组运转振动降低噪音的作用。壳体4上设有与工艺管路的管口43，管口43采用法兰式结构，符合api要求。

在本实施例中，所有与石化气体接触的零件采用防腐材质，满足石化气的防腐要求；螺杆3的两端各置一组轴承，一端为第一固定端轴承5，防止螺杆轴向位移，另一端为第一自由端轴承1，满足螺杆因热胀冷缩引起的轴向移动。第一机械密封2位于机壳4外侧，将机壳4内的工作介质与外界有效隔离，避免冷却液、石化气体的泄露和对第一固定端轴承5、第一自由端轴承1的腐蚀，且第一轴承座11直接和机封座固定，如图3所示。星轮轴14也采用类似设计，第二固定端轴承12位于星轮轴14上部，并采用机械密封的结构，第二轴承座13直接安装在机封座101上，且第二机械密封10与第二固定端轴承12之间有一个隔离腔102，可以通过惰性气体将第二机械密封10与第二固定端轴承12完全隔离，有效缩短星轮轴，增强星轮轴刚度，降低轴承振动，下部的第二自由端轴承9采用陶瓷或石墨材质滑动轴承结构，该轴承不仅耐腐蚀，而且高耐摩擦性和自润滑性。壳体4下部有一排污口6用于在压缩机启动时将机壳4工作腔7内的冷却液排除，防止螺杆3和星轮8在工作过程中因积液引起负荷过大造成各轴承的损伤。

另外，机壳4内壁开有排气孔口41和冷却液的喷液孔42，工作腔7位于机壳4内部，并通过第一机械密封2和第二机械密封10与外界隔离。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都本申请的范围之内。