阅读说明：本技术 复叠式两级螺杆压缩机 (Cascade two-stage screw compressor ) 是由 汤炎 惠登锋 赵建波 陈桅强 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了一种复叠式两级螺杆压缩机,包括第一螺杆压缩机、第二螺杆压缩机及级间齿轮箱；第一螺杆压缩机与第二螺杆压缩机通过级间齿轮箱并联复叠布置；第一螺杆压缩机包括第一机体、第一阳转子、第一阴转子及第一排气端体；第二螺杆压缩机包括第二机体、第二阳转子、第二阴转子及第二排气端体；级间齿轮箱包括齿轮箱、主动齿轮、第一从动齿轮及第二从动齿轮,第一从动齿轮与第一阳转子连接,第二从动齿轮与第二阳转子连接,主动齿轮分别与第一从动齿轮及第二从动齿轮相互啮合；所述齿轮箱内设有机械混合器,所述机械混合器能在转动的同时将齿轮箱内的油气混合。本发明提出的复叠式两级螺杆压缩机,可减小设备占地面积及长度,降低设备重量。(The invention discloses a cascade two-stage screw compressor, which comprises a first screw compressor, a second screw compressor and an interstage gear box, wherein the first screw compressor is connected with the second screw compressor through a first screw; the first screw compressor and the second screw compressor are arranged in a parallel overlapping mode through an interstage gear box; the first screw compressor comprises a first machine body, a first male rotor, a first female rotor and a first exhaust end body; the second screw compressor comprises a second machine body, a second male rotor, a second female rotor and a second exhaust end body; the interstage gear box comprises a gear box, a driving gear, a first driven gear and a second driven gear, the first driven gear is connected with the first male rotor, the second driven gear is connected with the second male rotor, and the driving gear is meshed with the first driven gear and the second driven gear respectively; a mechanical mixer is arranged in the gear box, and the mechanical mixer can mix oil and gas in the gear box while rotating. The cascade two-stage screw compressor provided by the invention can reduce the floor area and length of equipment and reduce the weight of the equipment.)

复叠式两级螺杆压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种螺杆压缩机，尤其涉及一种复叠式两级螺杆压缩机。

背景技术

两级压缩螺杆压缩机的工作过程是气体进入第一级工作腔，在工作腔与润滑油混合被压缩增压后进入级间冷却通道，经过级间喷油冷却进入第二级工作腔，压缩增压排出压缩机完成整个压缩过程。

为了实现这个过程，目前市场上的两级螺杆压缩机主机采用高、低压级一体式设计，结构上采用上下分布，低压级位于上方，高压级位于下方，采用一个主动齿轮驱动两个从动齿轮，两个从动齿轮分别与低压级和高压级阳转子联接，从而驱动两级转子运行；在高压级排气、低压级吸气通道中增加喷油降低中间气体温度，降温后的压缩气体进入第二级转子进行二次压缩增压后排出压缩机。

传统的两级压缩螺杆压缩机采用串联式布置，通常第一级机体与第二级机体均为一个单独的铸件，齿轮箱内设置连接通道，该通道与齿轮箱连接，驱动上采用一个主动齿轮驱动一个从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮分别与低压级阳转子和高压级阳转子联接，速比单一，传动效率差。

对于这种两级螺杆主机而言，串联式两级压缩体轴向长度太长、重量重、占地范围广；齿轮箱空间太小，油气不能够充分混合；齿轮副只有一个主动齿轮和一个从动齿轮，速比单一；传动时需要通过驱动机构驱动低压级阳转子进行传动，传动效率低。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的螺杆压缩机，以便克服现有螺杆压缩机存在的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种复叠式两级螺杆压缩机，可减小设备占地面积及长度，降低设备重量；同时能有效实现级间冷却进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种复叠式两级螺杆压缩机，所述复叠式两级螺杆压缩机包括第一螺杆压缩机、第二螺杆压缩机及级间齿轮箱；所述第一螺杆压缩机与第二螺杆压缩机通过级间齿轮箱并联复叠布置；

所述第一螺杆压缩机包括第一机体、第一阳转子、第一阴转子及第一排气端体；所述第二螺杆压缩机包括第二机体、第二阳转子、第二阴转子及第二排气端体；

所述级间齿轮箱包括齿轮箱、主动齿轮、第一从动齿轮及第二从动齿轮，其中主动齿轮通过传动轴与驱动机构连接，第一从动齿轮与第一阳转子连接，第二从动齿轮与第二阳转子连接，主动齿轮分别与第一从动齿轮及第二从动齿轮相互啮合，实现驱动机构同时驱动两级螺杆压缩机；

所述齿轮箱内设有机械混合器，所述机械混合器能在转动的同时将齿轮箱内的油气混合。

作为本发明的一种实施方式，所述第一机体及第二机体一体化设计，形成压缩机机体。第一螺杆压缩机和第二螺杆压缩机共用同一个机体，结构紧凑，缩减了轴向长度，极大的节省了占地面积和设备的成本。

作为本发明的一种实施方式，所述第一螺杆压缩机设置于第二螺杆压缩机的前方或后方。

作为本发明的一种实施方式，所述第一螺杆压缩机设置于第二螺杆压缩机的上方或下方。

作为本发明的一种实施方式，所述主动齿轮或/和至少一从动齿轮作为所述机械混合器。

作为本发明的一种实施方式，所述压缩机机体设有进气口；所述第一阳转子靠近所述级间齿轮箱的一侧设有第一转轴，第一转轴与第一从动齿轮连接，第一转轴与第一机体之间设有轴承；

所述压缩机机内第一排气端体、第二排气端体复叠并联；所述第一机体与第一排气端体之间形成级间腔室；

所述第二排气端体设有排气口；所述第二阳转子的两端分别设有第二转轴、第三转轴，第二转轴与第二从动齿轮连接，第三转轴可转动地设置于第二排气端体内；第二转轴、第三转轴分别设有轴承；

所述主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮设置于第一排气端体与第二机体之间形成的级间腔室内。

本发明的有益效果在于：本发明提出的复叠式两级螺杆压缩机，可减小设备占地面积及长度，降低设备重量；同时能有效实现级间冷却进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。本发明相比于串联式两级螺杆压缩机级间腔室空间更大，从第一级压缩机排出的具有一定压力和温度的气体与级间喷入的润滑油通过高速运转的变速齿轮，油气可以充分的进行混合。

在本发明的一种使用场景中，本发明通过设置变速齿轮起到级间机械混合器的功能，使得第二螺杆压缩机压缩过程更接近等温过程而具有最高的效率。

本发明工作过程为两级压缩；结构采用一体化设计，低压级、高压级呈复叠并联布置，并联一体式设计减小了整个设备的体积，大大减小了压缩机的加工成本和重量。

附图说明

图1为本发明一实施例中复叠式两级螺杆压缩机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

本发明揭示了一种复叠式两级螺杆压缩机，图1为本发明一实施例中复叠式两级螺杆压缩机的结构示意图；请参阅图1，在本发明的一实施例中，所述复叠式两级螺杆压缩机包括第一螺杆压缩机20、第二螺杆压缩机21及级间齿轮箱；所述第一螺杆压缩机20与第二螺杆压缩机21通过级间齿轮箱并联复叠布置，使得设备整体结构紧凑，轴向长度更小。

所述第一螺杆压缩机20包括第一机体、第一阳转子4、第一阴转子(当然也可以采取其他方式的转子个数)及第一排气端体7；所述第二螺杆压缩机21包括第二机体、第二阳转子 17、第二阴转子(当然也可以采取其他方式的转子个数)及第二排气端体。

所述级间齿轮箱包括齿轮箱22、主动齿轮13、第一从动齿轮8及第二从动齿轮14，其中主动齿轮13通过传动轴12与驱动机构连接，第一从动齿轮8与第一阳转子4连接，第二从动齿轮14与第二阳转子17连接，主动齿轮13分别与第一从动齿轮8及第二从动齿轮14相互啮合，实现驱动机构同时驱动两级螺杆压缩机。主动齿轮与从动齿轮相互啮合，实现驱动装置同时驱动两级压缩；传动效率更高，可选齿速比更多且更换更方便。

在本发明的一实施例中，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，实现驱动机构同时驱动两级螺杆压缩，与串联式两级螺杆压缩机相比，本发明传动效率更高，根据不同需求可以更方便的调节速比，齿速比选择更多，齿轮更换也更方便。

在一实施例中，在第一螺杆压缩机20与第二螺杆压缩机21之间设置齿轮箱22，根据对应第一级转子(指第一阳转子及第一阴转子)、第二级转子(指第二阳转子及第二阴转子)的最佳齿顶速度确定主动齿轮及各从动齿轮的齿轮速比，使得第一级转子与第二级转子同时以最佳齿顶速度运行，进而使得压缩机具有更高的效率。在一实施例中，第一级转子的转速需求低于第二级转子的转速需求，第一从动齿轮的齿轮数大于第二从动齿轮的齿轮数。

在本发明的一实施例中，所述齿轮箱22由齿轮箱盖9及压缩机机体5的一侧构成。主动齿轮13、第一从动齿轮8及第二从动齿轮14设置于齿轮箱22内。在一实施例中，传动轴12 设有轴承10、轴承15及密封机构11，轴承10、轴承15分别设置于主动齿轮13的两侧。

在本发明的一实施例中，所述齿轮箱22内的变速齿轮不单起到传动的作用，同时作为机械混合器，起到级间机械混合器的功能，强化油气混合效果。从第一螺杆压缩机排出的具有一定压力和温度的气体与级间喷入的润滑油通过高速运转的变速齿轮，充分混合，混合后的油气混合物进入第二螺杆压缩机，由于油的比热远大于空气，使得第二螺杆压缩机压缩过程更接近等温过程而具有最高的效率。在一实施例中，主动齿轮及从动齿轮同时作为机械混合器，不需要再设置额外的机械混合器。

所述齿轮箱22内设有机械混合器，所述机械混合器能在转动的同时将齿轮箱22内的油气混合。在一实施例中，所述主动齿轮13或/和至少一从动齿轮作为所述机械混合器。

在本发明的一实施例中，所述第一机体及第二机体一体化设计，形成压缩机机体5；两级螺杆压缩机的机体共用，极大节省了制造成本。在一实施例中，所述第一螺杆压缩机20设置于第二螺杆压缩机21的前方或后方，或者，所述第一螺杆压缩机20设置于第二螺杆压缩机 21的上方或下方。

在本发明的一实施例中，所述压缩机机体5设有进气口3；所述第一阳转子8靠近所述级间齿轮箱的一侧设有第一转轴，第一转轴与第一从动齿轮8连接，第一转轴与第一机体之间设有轴承6。第一阳转子4的另一端设有吸气盖1，吸气盖1与第一阳转子4之间设有轴承2。

所述压缩机机内第一排气端体7、第二排气端体复叠并联；所述第一机体与第一排气端体 7之间形成级间腔室。

所述第二排气端体设有排气口18；所述第二阳转子17的两端分别设有第二转轴、第三转轴，第二转轴与第二从动齿轮14连接，第三转轴可转动地设置于第二排气端体内；第二转轴、第三转轴分别设有轴承16、19。

在一实施例中，所述主动齿轮13、第一从动齿轮8、第二从动齿轮14设置于第一排气端体7与第二机体之间形成的级间腔室内。在本发明的一实施例中，第一螺杆压缩机20为低压级螺杆压缩机，第二螺杆压缩机21为高压级螺杆压缩机。

在本发明的一种使用场景中，本发明两级螺杆压缩机的工作过程如下：气体通过第一机体进气口进入第一螺杆压缩机的工作腔，被压缩成具有一定压力和温度的气体进入级间齿轮箱，通过级间喷油冷却，降低温度的气体与润滑油的混合物再次通过齿轮副进一步混合、雾化后进入第二螺杆压缩机的工作腔，压缩后通过第二级高压级排气端体排出。本发明提出的两级压缩螺杆压缩机采用第一螺杆压缩机和第二螺杆压缩机复叠并联设计，级间通过一对齿轮副实现驱动装置同时对两级压缩的驱动，有效的实现级间冷却，同时流经齿轮副的油气混合物在润滑并冷却齿轮副的同时进一步混合均匀，有效的提升了压缩机的效率。

综上所述，本发明提出的复叠式两级螺杆压缩机，可减小设备占地面积及长度，降低设备重量；同时能有效实现级间冷却进而提升压缩机的效率，同时流经增速齿轮的油气混合物润滑并冷去齿轮，保证齿轮的稳定运行。本发明相比于串联式两级螺杆压缩机级间腔室空间更大，从第一级压缩机排出的具有一定压力和温度的气体与级间喷入的润滑油通过高速运转的变速齿轮，油气可以充分的进行混合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。