專利名稱：?jiǎn)螜C(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組，并涉及其應(yīng)用方法，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低溫制冷系統(tǒng)中的螺桿制冷壓縮機(jī)，由于運(yùn)行在大壓比、大壓差工況下，采用單級(jí)螺桿機(jī)組會(huì)使得制冷效率大大降低，壓縮機(jī)可靠性降低。從經(jīng)濟(jì)性和可靠性考慮，出現(xiàn)了雙級(jí)配搭螺桿制冷系統(tǒng)，它是用兩臺(tái)螺桿制冷壓縮機(jī)分別做高、低壓機(jī)，制冷工質(zhì)通過(guò)低壓機(jī)被壓縮到中間壓力，再和系統(tǒng)中的中間冷卻器來(lái)的中溫中壓制冷劑氣體混合進(jìn)高壓機(jī)進(jìn)行二次壓縮。高、低壓機(jī)由于壓比、壓差降低，改善了壓縮機(jī)工作條件，并且由于中間冷卻器對(duì)冷凝器出來(lái)的高壓液體的過(guò)冷增加了單位制冷量，使得整個(gè)系統(tǒng)的制冷系數(shù)提高。然而，從初投資來(lái)看，顯然兩臺(tái)雙級(jí)配搭機(jī)組的成本要高于一臺(tái)單級(jí)機(jī)組的成本，加上外形尺寸龐大，這就大大制約了雙級(jí)系統(tǒng)的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種全新的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組及其應(yīng)用方法。所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，既能發(fā)揮上述雙級(jí)配搭系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，又能最大限度節(jié)約成本。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案以如下一種單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組，包括油泵、吸氣過(guò)濾器、聯(lián)軸器、主電機(jī)、油分離器、中間冷卻器、油冷卻器、控制臺(tái)、油過(guò)濾器和中間過(guò)濾器，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)；單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的高壓級(jí)與低壓級(jí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子間通過(guò)內(nèi)置聯(lián)軸器聯(lián)接。單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的高壓級(jí)包括依次連接的高壓級(jí)能量指示器、高壓級(jí)油活塞、高壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥，還包括高壓級(jí)吸氣端座、高壓級(jí)機(jī)體、高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子和高壓級(jí)排氣端座，其中，高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子安裝于由高壓級(jí)吸氣端座、高壓級(jí)機(jī)體、高壓級(jí)排氣端座組成的高壓級(jí)殼體內(nèi)；單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的低壓級(jí)包括依次連接的低壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥、低壓級(jí)油活塞、低壓級(jí)能量指示器，還包括低壓級(jí)吸氣端座、低壓級(jí)機(jī)體、低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子、低壓級(jí)排氣端座，其中，低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子安裝于吸氣端座、低壓級(jí)機(jī)體、低壓級(jí)排氣端座組成的低壓級(jí)殼體內(nèi)。
主電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)連接，吸氣過(guò)濾器與單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)的吸氣口相連，中間冷卻器的出氣管通過(guò)中間過(guò)濾器與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的高、低壓級(jí)連接管相連，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的排氣口與油分離器相連，中間冷卻器殼程有一分路與中間冷卻器的管程連接，油分離器與油冷卻器相連。
主電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器向單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)輸入動(dòng)力，從低壓系統(tǒng)來(lái)的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過(guò)濾器后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)中的低壓級(jí)壓縮，壓縮后與中間冷卻器來(lái)的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)中的高壓級(jí)再次壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入油分離器，在油分離器內(nèi)經(jīng)過(guò)油氣分離后排出。
從貯液器來(lái)的高壓液體進(jìn)入中間冷卻器殼程，引出一路經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入中間冷卻器的管程，蒸發(fā)后經(jīng)中間過(guò)濾器過(guò)濾后與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)中的低壓級(jí)排氣混合；剩余部分過(guò)冷后進(jìn)入蒸發(fā)器；油分離器內(nèi)的冷凍機(jī)油經(jīng)油冷卻器冷卻、油過(guò)濾器過(guò)濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)中的低壓級(jí)轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過(guò)油泵增壓后經(jīng)壓縮機(jī)軸承、軸封和平衡活塞處進(jìn)入各級(jí)轉(zhuǎn)子腔；轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機(jī)油與吸入的蒸氣混合后一同被單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的低壓級(jí)和高壓級(jí)壓縮后進(jìn)入油分離器進(jìn)行油氣分離。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有如下積極效果(1)、各零部件通過(guò)相互間地聯(lián)系有機(jī)地整合成一個(gè)機(jī)組，使結(jié)構(gòu)緊湊，并且占地小，便于運(yùn)輸和安裝。(2)、單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)是由兩個(gè)壓縮機(jī)組成的一個(gè)整體，只有一個(gè)動(dòng)力輸入端，因此在機(jī)組組成部件上比常規(guī)雙級(jí)螺桿機(jī)組減少一套油分離器、油冷卻器、電機(jī)，大大降低了成本。(3)、單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)大多數(shù)部件借用的是兩個(gè)單級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的部件，零部件通用化程度高，適于批量生產(chǎn)，也有利于降低設(shè)計(jì)投入。


圖1為本發(fā)明的單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)組的側(cè)視示意圖。
圖3為圖2的A向視圖。
圖4為本發(fā)明中的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1、2、3所示，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1、主電機(jī)5安裝在油分離器7上，油冷卻器12安裝在油分離器7側(cè)面支座上，中間冷卻器11安裝在油冷卻器12上，控制臺(tái)13安裝在油分離器7的壓縮機(jī)支座上。所有部件根據(jù)流程的內(nèi)在聯(lián)系組成一個(gè)單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組。兩個(gè)單獨(dú)的高、低壓級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子(陽(yáng)轉(zhuǎn)子)通過(guò)內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接傳遞動(dòng)力，使其變成一個(gè)單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)，動(dòng)力從低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子輸入。
主電機(jī)5通過(guò)聯(lián)軸器4與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1連接，吸氣過(guò)濾器2與單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)1的吸氣口相連，中間冷卻器11的出氣管通過(guò)中間過(guò)濾器14與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1的高、低壓級(jí)連接管相連，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1的排氣口與油分離器7相連，中間冷卻器11殼程有一分路與中間冷卻器的管程連接，油分離器7與油冷卻器12相連。
圖4、圖5所示單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)是本機(jī)組的核心部件，它的主要部件有高壓級(jí)能量指示器16、高壓級(jí)油活塞17、高壓級(jí)吸氣端座18、高壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥19、高壓級(jí)機(jī)體20、高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子21、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22、高壓級(jí)排氣端座23組成高壓級(jí)。低壓級(jí)吸氣端座26、低壓級(jí)機(jī)體27、低壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥25、低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子28、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29、低壓級(jí)排氣端座30、低壓級(jí)油活塞31、低壓級(jí)能量指示器32組成低壓級(jí)。低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29通過(guò)內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22并向其傳輸驅(qū)動(dòng)力。高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子21和高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22及低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子28和低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29分別相互嚙合，按一定傳動(dòng)比旋轉(zhuǎn)，分別與高壓級(jí)機(jī)體20、低壓級(jí)機(jī)體27組成工作腔。高壓級(jí)吸氣端座18、高壓級(jí)排氣端座23、高壓級(jí)機(jī)體20、及低壓級(jí)吸氣端座26、低壓級(jí)排氣端座30、低壓級(jí)機(jī)體27上分別設(shè)有吸、排氣口及油孔。工作時(shí)單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)的工作流程是低溫低壓蒸汽從低壓級(jí)吸氣端座26進(jìn)入低壓級(jí)機(jī)體27上與低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子28、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29組成的工作腔壓縮到中間壓力后由低壓級(jí)排氣端座30排出，隨后進(jìn)入高壓級(jí)吸氣端座18，并經(jīng)高壓級(jí)機(jī)體20、高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子21、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22組成的工作腔壓縮成高溫高壓氣體，經(jīng)高壓級(jí)排氣端座23排出。通過(guò)控制高壓級(jí)油活塞17、低壓級(jí)油活塞31兩側(cè)潤(rùn)滑油的進(jìn)出，改變油活塞兩側(cè)的壓力，分別帶動(dòng)高壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥19、低壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥25在各自轉(zhuǎn)子腔內(nèi)移動(dòng)，從而改變轉(zhuǎn)子的有效工作長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的能量無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。高壓級(jí)能量指示器16、低壓級(jí)能量指示器32分別指示高、低壓級(jí)的能量位置。
單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1的具體構(gòu)造是，它的高壓級(jí)與低壓級(jí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子間通過(guò)內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接；其中，高壓級(jí)包括依次連接的高壓級(jí)能量指示器16、高壓級(jí)油活塞17、高壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥19，還包括高壓級(jí)吸氣端座18、高壓級(jí)機(jī)體20、高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子21、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22和高壓級(jí)排氣端座23，其中，高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子21、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子22安裝于由高壓級(jí)吸氣端座18、高壓級(jí)機(jī)體20、高壓級(jí)排氣端座23組成的高壓級(jí)殼體內(nèi)；低壓級(jí)包括依次連接的低壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥25、低壓級(jí)油活塞31、低壓級(jí)能量指示器32，還包括低壓級(jí)吸氣端座26、低壓級(jí)機(jī)體27、低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子28、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29、低壓級(jí)排氣端座30，其中，低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子28、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子29安裝于低壓級(jí)吸氣端座26、低壓級(jí)機(jī)體27、低壓級(jí)排氣端座30組成的低壓級(jí)殼體內(nèi)。
主電機(jī)5通過(guò)聯(lián)軸器4向單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1輸入動(dòng)力，從低壓系統(tǒng)來(lái)的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過(guò)濾器2后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)1中的低壓級(jí)壓縮，壓縮后與中間冷卻器11來(lái)的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1中的高壓級(jí)再次壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入油分離器7，在油分離器7內(nèi)經(jīng)過(guò)油氣分離后排出。
從貯液器來(lái)的高壓液體進(jìn)入中間冷卻器11殼程，引出一路經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入中間冷卻器11的管程，蒸發(fā)后經(jīng)中間過(guò)濾器14過(guò)濾后與單機(jī)螺桿制冷雙級(jí)壓縮機(jī)1中的低壓級(jí)排氣混合；剩余部分過(guò)冷后進(jìn)入蒸發(fā)器。油分離器7內(nèi)的冷凍機(jī)油經(jīng)油冷卻器12冷卻、油過(guò)濾器8過(guò)濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)1中的低壓級(jí)轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過(guò)油泵9增壓后經(jīng)壓縮機(jī)軸承、軸封和平衡活塞等處進(jìn)入各級(jí)轉(zhuǎn)子腔。轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機(jī)油與吸入的蒸氣混合后一同被單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)1的低壓級(jí)和高壓級(jí)壓縮后進(jìn)入油分離器7進(jìn)行油氣分離，依次循環(huán)。吸氣止回閥3、排氣止回閥6、中間止回閥15的作用是防止機(jī)組停機(jī)時(shí)倒轉(zhuǎn)。油壓調(diào)節(jié)閥10的作用是起調(diào)節(jié)油泵9后壓力的作用。
權(quán)利要求
1.一種單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組，包括油泵(9)、吸氣過(guò)濾器(2)、聯(lián)軸器(4)、主電機(jī)(5)、油分離器(7)、中間冷卻器(11)、油冷卻器(12)、控制臺(tái)(13)、油過(guò)濾器(8)和中間過(guò)濾器(14)，其特征在于還包括單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)；單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的高壓級(jí)與低壓級(jí)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子間通過(guò)內(nèi)置聯(lián)軸器(24)聯(lián)接；高壓級(jí)包括依次連接的高壓級(jí)能量指示器(16)、高壓級(jí)油活塞(17)、高壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥(19)，還包括高壓級(jí)吸氣端座(18)、高壓級(jí)機(jī)體(20)、高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子(21)、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(22)和高壓級(jí)排氣端座(23)，其中，高壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子(21)、高壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(22)安裝于由高壓級(jí)吸氣端座(18)、高壓級(jí)機(jī)體(20)、高壓級(jí)排氣端座(23)組成的高壓級(jí)殼體內(nèi)；低壓級(jí)包括依次連接的低壓級(jí)能量調(diào)節(jié)滑閥(25)、低壓級(jí)油活塞(31)、低壓級(jí)能量指示器(32)，還包括低壓級(jí)吸氣端座(26)、低壓級(jí)機(jī)體(27)、低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子(28)、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(29)、低壓級(jí)排氣端座(30)，其中，低壓級(jí)陰轉(zhuǎn)子(28)、低壓級(jí)陽(yáng)轉(zhuǎn)子(29)安裝于低壓級(jí)吸氣端座(26)、低壓級(jí)機(jī)體(27)、低壓級(jí)排氣端座(30)組成的低壓級(jí)殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組，其特征在于主電機(jī)(5)通過(guò)聯(lián)軸器(4)與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)連接，吸氣過(guò)濾器(2)與單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣口相連，中間冷卻器(11)的出氣管通過(guò)中間過(guò)濾器(14)與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的高、低壓級(jí)連接管相連，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的排氣口與油分離器(7)相連，中間冷卻器(11)殼程有一分路與中間冷卻器的管程連接，油分離器(7)與油冷卻器(12)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組的應(yīng)用方法，其特征在于主電機(jī)(5)通過(guò)聯(lián)軸器(4)向單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)輸入動(dòng)力，從低壓系統(tǒng)來(lái)的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過(guò)濾器(2)后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)中的低壓級(jí)壓縮，壓縮后與中間冷卻器(11)來(lái)的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)中的高壓級(jí)再次壓縮成高溫高壓氣體，進(jìn)入油分離器(7)，在油分離器(7)內(nèi)經(jīng)過(guò)油氣分離后排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組的應(yīng)用方法，其特征在于從貯液器來(lái)的高壓液體進(jìn)入中間冷卻器(11)殼程，引出一路經(jīng)節(jié)流降壓后進(jìn)入中間冷卻器(11)的管程，蒸發(fā)后經(jīng)中間過(guò)濾器(14)過(guò)濾后與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)中的低壓級(jí)排氣混合；剩余部分過(guò)冷后進(jìn)入蒸發(fā)器；油分離器(7)內(nèi)的冷凍機(jī)油經(jīng)油冷卻器(12)冷卻、油過(guò)濾器(8)過(guò)濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)中的低壓級(jí)轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過(guò)油泵(9)增壓后經(jīng)壓縮機(jī)軸承、軸封和平衡活塞處進(jìn)入各級(jí)轉(zhuǎn)子腔；轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機(jī)油與吸入的蒸氣混合后一同被單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的低壓級(jí)和高壓級(jí)壓縮后進(jìn)入油分離器(7)進(jìn)行油氣分離。
全文摘要
本發(fā)明是一種單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)組及其工作方法，主電機(jī)(5)通過(guò)聯(lián)軸器(4)與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)連接，吸氣過(guò)濾器(2)與單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)(1)的吸氣口相連，中間冷卻器(11)的出氣管通過(guò)中間過(guò)濾器(14)與單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的高、低壓級(jí)連接管相連，單機(jī)雙級(jí)螺桿制冷壓縮機(jī)(1)的排氣口與油分離器(7)相連，中間冷卻器(11)殼程有一分路與中間冷卻器的管程連接，油分離器(7)與油冷卻器(12)相連。它可替代雙級(jí)配搭螺桿制冷壓縮機(jī)應(yīng)用于低溫制冷系統(tǒng)。配置較少，比雙級(jí)配搭機(jī)組減少了一套油分離器、油冷卻器、主電機(jī)，大大降低了成本。結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，便于運(yùn)輸和安裝。
文檔編號(hào)F04C29/12GK1966982SQ20061007027
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者楊永才, 姜韶明, 韓博飛, 王楠, 繆會(huì)軍 申請(qǐng)人:煙臺(tái)冰輪股份有限公司