一种喷水双螺杆空压机的制作方法

1.本实用新型属于压缩机技术领域，具体涉及一种喷水双螺杆空压机。


背景技术：

2.空压机是我国一般工业使用量最大的动力设备之一，其中，喷油双螺杆空压机基本实现了在中小气量下对往复空压机的替代，占据市场主导地位。随着近年来国家对环保的日益重视，工人对人身健康的日益关注，无油螺杆空压机得到了越来越多压缩机制造商的青睐。
3.干式双螺杆空压机是目前无油螺杆空压机的主力机型，一般采用双级干式压缩，压缩过程中无须注入任何液体，阴阳转子相互不接触，依靠同步齿轮驱动；轴承箱与压缩腔之间设置非接触式密封，限制空气泄露。由于干式双螺杆空压机排气温度高，转子间隙大，因此不适合用于小气量场合，同时，在低转速下效率下降明显，容易导致超温，因此变频运行范围窄。
4.为了解决干式双螺杆空压机在小气量及变频运行时存在的缺陷，压缩机制造商针对水润滑双螺杆空压机与喷水双螺杆空压机进行了技术开发。水润滑双螺杆空压机与喷水双螺杆空压机均采用在压缩腔内注入凝结水进行冷却，因此压缩机排气温度低，转子间隙小，适合运行在小气量工况，并适合变频运行。
5.水润滑双螺杆空压机则接近喷油双螺杆空压机，只是采用了水作为润滑剂来取代常规的润滑油，对阴阳转子及轴承进行润滑。水润滑双螺杆空压机具有类似喷油双螺杆空压机的结构与系统，转子与轴承等接触副要求采用自润滑材料来适应水的低粘度特性，并在承受一定压差与一定温度的工况下变形均匀，这就导致材料的采购及加工费用极高，且运行期间的材料性能不稳定，影响了压缩机运行的可靠性。在自润滑材料问题未得到有效解决的情况下，其推广与应用受到了极大限制。
6.喷水双螺杆空压机的结构与干式双螺杆空压机接近，阴阳转子相互不接触，依靠同步齿轮驱动。区别在于采用单级压缩，转子与壳体要求采用防腐材料，轴封要求能对轴承箱与压缩腔进行有效隔离。由于防腐技术与轴封技术的飞速发展，喷水双螺杆空压机在小型无油螺杆空压机领域将具有更好的推广前景。
7.为了解决喷水双螺杆空压机，例如，中国发明专利公开号cn102678561 a公开了一种“喷水式螺杆流体机械”，该流体机械在高压侧布置了两个非接触式密封与一个唇形密封的组合型式，非接触式密封靠近转子，唇形密封靠近轴承，通过在两个非接触式密封中间通入干燥的高压空气，对高压侧的气水混合物进行密封，防止漏入轴承，唇形密封用于防止润滑油泄露。在低压侧布置了三个唇形密封，靠近轴承且位于轴承两侧的两个唇形密封用于防止润滑油泄露，靠近转子的唇形密封用于防止气水混合物漏入轴承。其在实际使用中存在的缺点是：其中两个用于封油的唇形密封可靠性尚可，而一个用于封水的唇形密封，由于水的润滑性较低，从而可靠性较差；而且这三个唇形密封一旦损坏，必须拆卸轴承后才能更换，检维修困难。高压侧的两道非接触式密封需要注入干燥的高压空气来对气水混合物进
行密封，一方面高压空气的干燥与压力控制较为复杂，另一方面高压空气有一定量向环境放空，造成了气量损失。
8.又例如，中国实用新型专利授权公告号cn207111419u公开了一种“喷水式无油螺杆压缩机”，该压缩机的壳体与转子均采用碳钢材质，过流部件设有防腐涂层。在高压侧设置有机械轴封和油封，机封轴封用于防止气水混合物泄露，油封用于防止润滑油泄露；在低压侧设置有水封和油封，水封用于防止气水混合物泄露，油封用于防止润滑油泄露。其在实际使用中存在的缺点是：高压侧设置的机械轴封用于密封气水混合物，而实际上机械轴封较适合单相流体，如气水混合物进行机械轴封的端面，将导致轴封损坏，轴封损坏后，由于在机械轴封与油封之间未设置放空口，高压的气水混合物将顶开油封进入轴承，污染润滑油，对压缩机运行造成严重影响。
9.因此，现有的喷水双螺杆空压机主要存在制造困难、系统复杂、可靠性低、检维修困难、成本高等问题，针对现有技术，有必要对现有喷水双螺杆空压机结构加以合理的改进。为此，本技术人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。


技术实现要素：

10.本实用新型的任务是要提供一种喷水双螺杆空压机，其标准化程度与可靠性高，采购成本低，密封性好，零部件磨损小，多方面性能相对于现有技术均得到提高。
11.本实用新型的任务是这样来完成的，一种喷水双螺杆空压机，包括机壳、阳转子、阴转子、套设在阳转子上的阳转子齿轮、套设在阴转子上的阴转子齿轮，所述的阳转子齿轮和阴转子齿轮啮合传动，从而带动阳转子和阴转子相互配合压缩气体；所述的阳转子包括具有螺纹齿部的阳转子齿部及分别从阳转子齿部轴向两端延伸出去的两段转子轴，所述的阴转子包括具有螺纹齿部的阴转子齿部及分别从阴转子齿部两端延伸出去的两段转子轴，所述阳转子的两段转子轴和阴转子的两段转子轴上均安装有前置迷宫密封、水润滑机械密封、轴承迷宫密封、轴承。
12.在本实用新型的一个具体的实施例中，所述阳转子的两段转子轴和阴转子的两段转子轴上从螺纹齿部端面起均依次套设有前置迷宫密封、水润滑机械密封、轴承迷宫密封、轴承。
13.在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的机壳采用不锈钢材质。
14.在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的阳转子和阴转子均采用不锈钢材质。
15.在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的轴承包括圆柱滚子轴承一、圆柱滚子轴承二、圆柱滚子轴承三、圆柱滚子轴承四、角接触球轴承一、角接触球轴承二，所述的阳转子通过圆柱滚子轴承一、圆柱滚子轴承二实现径向固定，所述的阴转子通过圆柱滚子轴承三、圆柱滚子轴承四实现径向固定；所述的阳转子通过两个背对背配置的角接触球轴承一进行轴向固定，所述的阴转子通过两个背对背配置的角接触球轴承二进行轴向固定。
16.在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述阳转子的两段转子轴分别是位于低压侧的低压侧阳转子轴和位于高压侧的高压侧阳转子轴，所述的低压侧阳转子轴上套设有圆柱滚子轴承一，所述的高压侧阳转子轴上从螺纹齿部端面起依次套设有圆柱滚子轴承二、两个背对背配置的角接触球轴承一。
17.在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述阴转子的两段转子轴分别是位于低压侧的低压侧阴转子轴和位于高压侧的高压侧阴转子轴，所述的低压侧阴转子轴上套设有圆柱滚子轴承四，所述的高压侧阴转子轴上从螺纹齿部端面起依次套设有圆柱滚子轴承三、两个背对背配置的角接触球轴承二。
18.在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的轴承迷宫密封与水润滑机械密封之间设计有放空口。
19.在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述高压侧阴转子轴伸入机壳的后端盖的轴段上设置有阴转子轴伸唇形油封，该阴转子轴伸唇形油封用于防止油气混合物向环境泄露。
20.在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述水润滑机械密封的进水口连通压缩机外部的出口气水分离器。
21.本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：
22.第一、喷水双螺杆空压机的高压侧与低压侧对称布置了带前置迷宫密封的水润滑机械密封，利用凝结水作为密封水实现对气水混合物的有效密封，凝结水在经前置迷宫密封后进入转子腔，同时实现密封气水混合物和喷水冷却的功能；而水润滑机械密封是常规密封元件，耐压高，标准化程度与可靠性高，采购成本低。
23.第二、在水润滑机械密封与轴承之间设置了轴承迷宫密封，用于防止润滑油泄露，由于迷宫密封是非接触式密封，不存在磨损问题，因此可靠性大大高于常规唇形油封；
24.第三、在轴承迷宫密封与水润滑机械密封之间设置了放空口，水润滑机械密封端面泄露的微量密封水经放空口排放，不会漏入轴承。
附图说明
25.图1为本实用新型所述喷水双螺杆空压机的一截面示意图。
26.图2为本实用新型所述喷水双螺杆空压机的另一截面示意图。
27.图中：1.阳转子齿轮； 2.轴承盒一；3.圆柱滚子轴承一；4.轴承迷宫密封一；5.水润滑机械密封一；6.前置迷宫密封一； 7.阳转子、71.阳转子齿部、72.低压侧阳转子轴、73.高压侧阳转子轴；8.前置迷宫密封二；9.水润滑机械密封二；10.轴承迷宫密封二；11.圆柱滚子轴承二；12.角接触球轴承一；13.轴承盒二； 14.轴承盒三；15.角接触球轴承二；16.圆柱滚子轴承三；17.轴承迷宫密封三；18.水润滑机械密封三；19.前置迷宫密封三；20.机壳；21.阴转子、211.阴转子齿部、212.低压侧阴转子轴、213.高压侧阴转子轴；22.前置迷宫密封四；23.水润滑机械密封四；24.轴承迷宫密封四；25.圆柱滚子轴承四；26.轴承盒四；27.阴转子齿轮；28.阴转子轴伸唇形油封；29.前端盖；30.齿轮端盖；31.进端轴承座；32.排端轴承座；33.后端盖；34.轴承端盖一；35.轴承端盖二；36.进气口；37.排气口；38.进水口；39.放空口。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。
29.在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图2所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
30.请参阅图1、图2，本实用新型涉及一种喷水双螺杆空压机，包括机壳20、阳转子7、阴转子21、套设在阳转子7上的阳转子齿轮1、套设在阴转子21上的阴转子齿轮27。所述的阳转子7和阴转子21相互配合安装于机壳20的内腔中。所述的阳转子齿轮1和阴转子齿轮27啮合传动。所述喷水双螺杆空压机的机壳20的前端安装有前端盖29，后端安装有排端轴承座32，排端轴承座32的另一端安装有后端盖33。
31.在机壳20的内腔中注入气体介质，在阳转子齿轮1和阴转子齿轮27的带动下，阳转子7和阴转子21相互配合对气体介质进行压缩，在进气口36处吸气，进入内腔的气体经过压缩后，在排气口37处排气，所以靠近前端盖29的一侧为空压机的低压侧，靠近后端盖33的一侧为空压机的高压侧。
32.所述的阳转子7包括具有螺纹齿部的阳转子齿部71及分别从阳转子齿部71轴向两端延伸出去的两段转子轴，本实施例中，所述阳转子7的两段转子轴分别是位于低压侧的低压侧阳转子轴72和位于高压侧的高压侧阳转子轴73；所述的阴转子21包括具有螺纹齿部的阴转子齿部211及分别从阴转子齿部211两端延伸出去的两段转子轴，本实施例中，所述阴转子21的两段转子轴分别是位于低压侧的低压侧阴转子轴212和位于高压侧的高压侧阴转子轴213。电机与高压侧阴转子轴213的伸出后端盖33的轴伸端通过联轴器连接驱动阴转子21转动，阴转子21带动阴转子齿轮27转动，阴转子齿轮27转动带动阳转子齿轮1转动，进而驱动阳转子7转动，阴转子21和阳转子7相互不接触，在机壳20内对气体介质进行压缩。
33.本实施例中，所述阴转子21与阳转子7的材料均为不锈钢，机壳20的材质也为不锈钢，用于防止压缩介质中水的腐蚀。
34.所述阳转子7的低压侧阳转子轴72上从阳转子齿部71端面起依次套设有前置迷宫密封一6、水润滑机械密封一5、轴承迷宫密封一4、圆柱滚子轴承一3、阳转子齿轮1。所述的前置迷宫密封一6、水润滑机械密封一5、轴承迷宫密封一4置于进端轴承座31的一内腔中。所述的圆柱滚子轴承一3置于轴承盒一2的内腔中，所述轴承盒一2的内伸轴探入进端轴承座31的一轴承孔中并抵靠在轴承迷宫密封一4的一端，所述轴承盒一2的法兰盘抵靠在进端轴承座31的低压侧一端面上。所述齿轮箱盖30压靠在轴承盒一2的法兰盘上，所述的齿轮箱盖30、轴承盒一2和进端轴承座31固定连接在一起。
35.所述阳转子7的高压侧阳转子轴73上从阳转子齿部71端面起依次套设有前置迷宫密封二8、水润滑机械密封二9、轴承迷宫密封二10、圆柱滚子轴承二11、两个背对背配置的角接触球轴承一12，最后由锁紧螺母锁紧。所述的前置迷宫密封二8、水润滑机械密封二9、轴承迷宫密封二10置于排端轴承座32的一内腔中，所述的圆柱滚子轴承二11、两个角接触球轴承一12置于轴承盒二13的内腔中，所述的轴承盒二13的内伸轴探入排端轴承座32的轴承孔中并抵靠在轴承迷宫密封二10的一端，所述轴承盒二13的法兰盘抵靠在排端轴承座32的供高压侧阳转子轴73穿过的内腔的端面内侧，所述轴承盒二13的靠近后端盖33的一侧端面上安装有用于定位所述角接触球轴承一12外圈的轴承端盖一34。
36.所述阴转子21的低压侧阴转子轴212上从阴转子齿部211端面起依次套设有前置迷宫密封四22、水润滑机械密封四23、轴承迷宫密封四24、圆柱滚子轴承四25、阴转子齿轮
27。所述前置迷宫密封四22、水润滑机械密封四23、轴承迷宫密封四24置于进端轴承座31的另一轴承孔中，所述的圆柱滚子轴承四25置于轴承盒四26的内腔中，所述的轴承盒四26的内伸轴探入进端轴承座31的另一轴承孔中并抵靠在圆柱滚子轴承四25的一端，所述轴承盒四26的法兰盘抵靠在进端轴承座31的低压侧一端面上。
37.所述阴转子21的高压侧阴转子轴213上从阴转子齿部211端面起依次套设有前置迷宫密封三19、水润滑机械密封三18、轴承迷宫密封三17、圆柱滚子轴承三16、两个背对背配置的角接触球轴承二15。所述的前置迷宫密封三19、水润滑机械密封三18、轴承迷宫密封三17置于排端轴承座32的另一内腔中，所述的圆柱滚子轴承三16、两个角接触球轴承二15置于轴承盒三14的内腔中，所述的轴承盒三14的内伸端探入排端轴承座32的另一内腔中并抵靠在轴承迷宫密封三17的一端，所述轴承盒三14的法兰盘抵靠在排端轴承座32的供高压侧阴转子轴213穿过的内腔的端面内侧。所述轴承盒三14的靠近后端盖33的一侧端面上安装有用于定位所述角接触球轴承二15外圈的轴承端盖二35。所述高压侧阴转子轴213伸入机壳20的后端盖33的轴段上设置有阴转子轴伸唇形油封28，该阴转子轴伸唇形油封28用于防止油气混合物向环境泄露。
38.本实施例中，所述的前置迷宫密封一6、前置迷宫密封二8、前置迷宫密封三19、前置迷宫密封四22统称为前置迷宫密封；所述的水润滑机械密封一5、水润滑机械密封二9、水润滑机械密封三18、水润滑机械密封四23统称为水润滑机械密封；所述的轴承迷宫密封一4、轴承迷宫密封二10、轴承迷宫密封三17、轴承迷宫密封四24统称为轴承迷宫密封；所述的圆柱滚子轴承一3、圆柱滚子轴承二11、圆柱滚子轴承三16、轴承迷宫密封四25、角接触球轴承一12、角接触球轴承二15统称为轴承。所述阳转子7的两段转子轴和阴转子21的两段转子轴上均安装有前置迷宫密封、水润滑机械密封、轴承迷宫密封、轴承，并且安装顺序均是从螺纹齿部端面起依次是：前置迷宫密封、水润滑机械密封、轴承迷宫密封、轴承。
39.所述的前置迷宫密封起到了给水润滑机械密封供给密封液保持一定压力的功能。所述的前置迷宫密封的材料为铜合金，防止水的腐蚀，当压缩机超温运行时，因为铜合金偏软，而不锈钢材质的阳转子7和阴转子21的硬度高，即使转子与前置迷宫密封发生接触，也不会引起严重咬合。
40.所述水润滑机械密封的进水口38连通压缩机外部的出口气水分离器，所述的水润滑机械密封的密封水来自空压机气水分离器经分离、冷却并过滤后的凝结水。绝大部分凝结水经前置迷宫密封减压后进入转子腔对压缩介质进行冷却，微量的凝结水经水润滑机械密封端面漏入轴承侧。
41.所述的轴承迷宫密封与水润滑机械密封之间设计有放空口39。
42.所述的轴承迷宫密封主要是防止轴承油气混合物泄露，放空口39的作用，一方面用于排放经水润滑机械密封端面泄露的微量密封水，阻止密封水进入轴承而污染润滑油；另一方面轴承迷宫密封泄露的微量油气混合物经由放空口39排出，减少润滑油泄露。
43.所述的阳转子7通过圆柱滚子轴承一3、圆柱滚子轴承二11实现径向固定，所述阴转子21通过圆柱滚子轴承三16、圆柱滚子轴承四25实现径向固定。所述的阳转子7通过两个背对背配置的角接触球轴承一12进行轴向固定，所述的阴转子21通过背对背配置的角接触球轴承二15进行轴向固定。