一种压缩减压一体机的制作方法

1.本发明涉及压缩减压一体机技术领域，尤其涉及一种压缩减压一体机。


背景技术：

2.氟里昂制冷机组、氟里昂热泵、氟里昂冷热联供机组、二氧化碳制冷机组、二氧化碳冷热联供机组、二氧化碳热泵机组、氨制冷机组、r290制冷机组等传统机组，通过蒸汽压缩减压循环过程实现冷热转换。因此，传统机组的压缩和减压系统中分别需要配备的压缩机和减压器。
3.目前市场上的压缩机，主体分为：活塞式、螺杆式、离心式、蜗旋式等。压缩机功能为单纯压缩功能，性能上主要追求压缩比和电机效率，功能为单向压缩功能，未考虑集成回收目标液体减压能量。


技术实现要素：

4.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种压缩减压一体机。
5.本发明提出的一种压缩减压一体机，包括：压缩壳体、减压壳体、高速电机和调速器；
6.压缩壳体内部设有压缩腔，所述压缩腔内设有压缩叶轮，所述压缩腔上设有压缩进口和压缩出口，所述压缩进口和所述压缩出口之间形成压缩通道；
7.减压壳体内部设有减压腔，所述减压腔内设有减压叶轮，所述减压腔上设有减压进口和减压出口，所述减压进口和所述减压出口之间形成减压通道；
8.压缩叶轮的转轴通过调速器与减压叶轮的转轴连接，高速电机通过驱动轴与减压叶轮的转轴连接用于驱动压缩转动。
9.优选地，所述压缩进口位于压缩叶轮轴向一侧，所述压缩出口位于压缩叶轮周向一侧。
10.优选地，所述减压进口和所述减压出口均位于减压叶轮周向一侧。
11.优选地，所述压缩腔内设有主轴、挡板和两个减压叶轮，挡板中部设有安装开口且通过安装开口套设在主轴上，两个减压叶轮安装在主轴上且分别位于挡板两侧，挡板上设有流体开口。
12.优选地，挡板可转动安装在主轴上。
13.优选地，减压叶轮上具有沿圆周分布的多个减压叶片，减压叶片具有弧形结构。
14.优选地，高速电机的驱动轴与压缩壳体通过空气轴承配合。
15.优选地，根据压缩出口的实际压力值调节高速电机的转矩。
16.优选地，压缩叶轮包括：叶轮盘；
17.叶轮盘中部设有轴孔，叶轮盘包括一体形成同轴布置的盘体和筒体，盘体靠近筒体一侧侧壁与筒体外壁圆滑过渡形成围绕所述轴孔布置的环形面；
18.所述环形面上设有沿圆周方向交替布置的多个主叶片和多个辅叶片，主叶片从盘
体外缘沿径向经过筒体外壁向所述轴孔边缘延伸，辅叶片位于盘体上且从盘体外缘沿径向向所述轴孔方向延伸，主叶片和辅叶片在盘体上共同形成离心结构，主叶片在筒体外壁形成涡轮结构。
19.优选地，主叶片在盘体上形成离心部且在筒体外部形成涡轮部，涡轮部远离离心部一端向一侧相邻辅叶片方向弯曲。
20.优选地，所述离心部与辅叶片结构相同。
21.本发明中，所提出的压缩减压一体机，所述压缩腔内设有压缩叶轮，所述压缩进口和所述压缩出口之间形成压缩通道，所述减压腔内设有减压叶轮，所述减压进口和所述减压出口之间形成减压通道，压缩叶轮的转轴通过调速器与减压叶轮的转轴连接，高速电机通过驱动轴与减压叶轮的转轴连接用于驱动压缩转动。通过上述优化设计的压缩减压一体机，集成压缩组件和减压组件一体化，将减压过程中的高压到低压的压差能量全部输送至压缩组件进行做功，提高压缩组件部分的效率，大幅度减少电功耗。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种压缩减压一体机的结构示意图。
23.图2为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩壳体内部结构示意图。
24.图3为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩叶轮的立体结构示意图。
25.图4为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩叶轮的主视结构示意图。
26.图5为本发明提出的一种压缩减压一体机的减压壳体内部结构示意图。
具体实施方式
27.如图1至5所示，图1为本发明提出的一种压缩减压一体机的结构示意图，图2为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩壳体内部结构示意图，图3为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩叶轮的立体结构示意图，图4为本发明提出的一种压缩减压一体机的压缩叶轮的主视结构示意图，图5为本发明提出的一种压缩减压一体机的减压壳体内部结构示意图。
28.参照图1和2，本发明提出的一种压缩减压一体机，包括：压缩壳体1、减压壳体2、高速电机5和调速器6；
29.压缩壳体1内部设有压缩腔，所述压缩腔内设有压缩叶轮3，所述压缩腔上设有压缩进口10和压缩出口20，所述压缩进口10和所述压缩出口20之间形成压缩通道；
30.减压壳体2内部设有减压腔，所述减压腔内设有减压叶轮4，所述减压腔上设有减压进口30和减压出口40，所述减压进口30和所述减压出口40之间形成减压通道；
31.压缩叶轮3的转轴通过调速器6与减压叶轮4的转轴连接，高速电机5通过驱动轴与减压叶轮4的转轴连接用于驱动压缩转动。
32.本实施例的压缩减压一体机的具体工作过程中，目标气体从减压进口进入减压腔内，驱动减压叶轮高速转动，经减压后从减压出口排出，释放的能量通过调速器传导至压缩叶轮，带动压缩叶轮高速旋转，对压缩进口进入压缩腔的低压目标气体进行压缩，高速电机对压缩叶轮进行动力补偿，使得目标气体在压缩腔内压缩至预设压力值。
33.为了保证气体经压缩腔压缩至预设压力至，根据压缩出口的实际压力值调节高速
电机5的转矩。
34.在本实施例中，所提出的压缩减压一体机，所述压缩腔内设有压缩叶轮，所述压缩进口和所述压缩出口之间形成压缩通道，所述减压腔内设有减压叶轮，所述减压进口和所述减压出口之间形成减压通道，压缩叶轮的转轴通过调速器与减压叶轮的转轴连接，高速电机通过驱动轴与减压叶轮的转轴连接用于驱动压缩转动。通过上述优化设计的压缩减压一体机，集成压缩组件和减压组件一体化，将减压过程中的高压到低压的压差能量全部输送至压缩组件进行做功，提高压缩组件部分的效率，大幅度减少电功耗。
35.在流道的具体布置方式中，所述压缩进口位于压缩叶轮3轴向一侧，所述压缩出口位于压缩叶轮3周向一侧，所述减压进口和所述减压出口均位于减压叶轮4周向一侧。
36.参照图3和4，在压缩腔的具体实施方式中，在压缩叶片的具体设计方式中，压缩叶轮3包括：叶轮盘；
37.叶轮盘中部设有轴孔，叶轮盘包括一体形成同轴布置的盘体31和筒体32，盘体31靠近筒体32一侧侧壁与筒体32外壁圆滑过渡形成围绕所述轴孔布置的环形面；
38.所述环形面上设有沿圆周方向交替布置的多个主叶片33和多个辅叶片34，主叶片33从盘体31外缘沿径向经过筒体32外壁向所述轴孔边缘延伸，辅叶片34位于盘体31上且从盘体31外缘沿径向向所述轴孔方向延伸，主叶片33和辅叶片34在盘体31上共同形成离心结构，主叶片33在筒体32外壁形成涡轮结构。
39.在具体压缩过程中，目标气体通过压缩进口被抽入压缩腔内，在压缩叶轮高速旋转作用下，首先进入压缩腔的目标气体经过主叶片的涡轮结构提高密度，然后随着目标气体从压缩叶轮中部向边缘流动，主叶片和辅叶片共同形成的离心结构，对目标气体进行进一步离心作用，提高目标气体的压力，从而实现高效压缩。
40.在叶片的进一步具体设计方式中，主叶片33在盘体31上形成离心部且在筒体32外部形成涡轮部，涡轮部远离离心部一端向一侧相邻辅叶片34方向弯曲；保证蒸汽在涡轮的涡轮增密效果，并且保证叶片强度，避免由于高速转动造成叶片损伤。
41.更进一步地，所述离心部与辅叶片34结构相同，主叶片的离心部与辅叶片在盘体上沿径向延伸，一方面提高离心效果，另一方面形成均匀的离心结构，保证离心结构周向受理均衡，并且保证离心的叶片可靠性。
42.参照图5，在减压腔的具体实施方式中，所述压缩腔内设有主轴41、挡板42和两个减压叶轮4，挡板42中部设有安装开口且通过安装开口套设在主轴41上，两个减压叶轮4安装在主轴41上且分别位于挡板42两侧，挡板42上设有流体开口。
43.进一步地，挡板42可转动安装在主轴41上；通过转动挡板，调节流体开口相对于减压进口和减压出口的相对位置，进而调节减压流道的走向，使得流体经过两级叶轮的路线长度会发生变化，从而增大或缩短流体经过叶轮的路程，从而实现减压压力的控制。
44.在减压叶轮的具体设计方式中，减压叶轮4上具有沿圆周分布的多个减压叶片401，减压叶片401具有弧形结构。
45.在高速电机的具体设计方式中，高速电机5的驱动轴与压缩壳体1通过空气轴承配合。
46.为了详细说明本实施例的压缩减压一体机的具体压缩情况，以二氧化碳作为目标气体，采用本实施例的压缩减压一体机对二氧化碳进行压缩和减压试验，试验过程如下：
47.目标气体二氧化碳减压过程中，从9mpa减至4mpa，驱动减压叶轮高速转动，释放的能量通过调速器传导至压缩叶轮，带动压缩叶轮部分高速旋转，给进口3.8mpa的目标二氧化碳进行压缩，主轴连接高速电机进行动力补偿，将目标气体由4mpa压缩至9.5mpa。
48.在具体工艺实现中，首先目标气体减压过程中驱动减压组件高速旋转，转速为15000～40000转/分。
49.减压组件配套有出口转向板，转向板转动微小角度，可以精确调节减压后的压力，由减压后的压力与设定压力差值作为减压转向板微小角度调整参数的输入项，算法处理后，精确控制减压组件的出口压力。
50.减压能量通过减压组件回收，再通过自动调速器传送至压缩组件。
51.在高速电机的具体控制过程中，压缩组件根据出口压力设定与实际输出压力差值，作为高速电机控制器输入项，调整高速电机电流调整高速电机转矩，达到出口压力设定值后，恒定转速运行，高整电机控制器也进入恒转矩工作状态。此时压缩减压一体机达到稳态。
52.下表1为本实施例的压缩减压一体机在上述工况下的压缩减压试验数据。
53.表1压缩减压一体机试验数据
[0054][0055]
通过上述试验表明，本实施例的压缩减压一体机在工作过程中，将减压过程中的高压到低压的压差能量全部输送至压缩组件进行做功，提高压缩组件部分的效率。
[0056]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。