[发明专利]一种用螺杆孔平衡压力的无轴封水润滑单螺杆无油压缩机

说明书

本发明公开一种用螺杆孔平衡压力的无轴封水润滑单螺杆无油压缩机，主要包括机体、螺杆传动机构和星轮传动机构，并包括轴承防水无密封装置及所采用的流体压力平衡卸压导流式工作原理和方法，取消了传统的机械密封，彻底解决了压缩机由于密封造成的泄漏和易损件更换问题。由于无密封、无泄漏、高可靠性，特适用于石化、纺织、制药、医疗等要求连续工作的行业。由于用水作为介质，低温、无燃点，并可用于压缩易燃易爆的工艺气体,本发明可提供100%的纯净压缩空气或工艺气体，它以市政自来水代油、零排放、无污染、低能耗、低维护成本、高可靠性、高性价比，是一种节能环保的绿色新产品。

技术领域

本发明属于通用机械及化工机械压缩机产品中的水润滑单螺杆无油压缩机，可以压缩空气、油气、天然气、二氧化碳、二氧化氮、煤层气、生物质沼气、煤矿瓦斯、油田气、氮气、氩气、氧气、氢气、丙酮等各种化学工艺气体和空调冷媒，并可用作蒸气等各种气体膨胀机。

背景技术

水润滑单螺杆无油压缩机主要分为无油空气压缩机和无油工艺压缩机二大类，主要应用于石油、化工、制药、食品、医疗、电子、纺织、空气分离、水处理、喷涂、环保、生物工程、核电站、潜艇、燃料电池汽车、航天、航空、军工、科研等要求纯净空气和工艺气体的行业。由于用水作为冷却、润滑介质，低温、无燃点，并可用于压缩易爆易燃特种气体的行业。

水润滑单螺杆无油压缩机与活塞式和双螺杆干式无油压缩机相比具有结构简单、噪音低、低能耗、轴承受力小、寿命长、运行温度低、环境无污染、维护成本低、性价比高等优点;相比活塞式和双螺杆式无油机有着明显的技术性能和价格优势。

目前国内外生产的各类无油压缩机为了防止压缩的气体和介质流入高速旋转的轴承，都在压缩腔和轴承室之间设置了一至多道密封装置，如机械密封、碳环密封等密封装置，如图2、图3所示，由于采用的是石墨或碳化硅制作的动静环，高速摩擦相对运动，不但会消耗能量，而且会产生热量，运转一定时间后会产生磨损，一般使用寿命在8000小时左右。当机器在运行中发现有流体渗漏现象，需立即更换动静环易损件，这对于连续作业的化工、石油、纺织行业来说，由于停机将对生产造成一定的影响和损失。

压缩机螺杆轴、星轮轴的机械密封或碳环密封的更换需拆下机头，送到生产厂家或专业维修部进行，由此造成的运输费用和更换费用都增加了机器的维护成本，并且时间周期长。

无油螺杆压缩机的密封装置如机械密封或碳环密封，特别在大功率、大流量的压缩机主机制造和维修上所占成本费很高，而且制造技术要求也高，如动静环接触压力过大，会引起机器运行温度高和加快磨损，如动静环接触压力过小，会引起机器流体的泄漏，这一直是压缩机领域内较难解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，我们经过长期的理论分析和试验，本发明提出，并研发设计出一种用螺杆孔平衡压力的无轴封水润滑单螺杆无油压缩机。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

用螺杆孔平衡压力的无轴封水润滑单螺杆无油压缩机，卸压导流式无轴封其工作原理：在螺杆6A的端面上园周阵列钻通若干小孔，使螺杆6A右侧的高压腔9A与螺杆左侧的低压腔4A贯通。当压缩机工作时高压腔9A端螺杆与机体8A配合间隙处泄漏的高压水气混合流体P将沿着若干个小孔流向螺杆左侧的吸气端低压腔4A，此时低压腔4A是负压，因此水气流体P不会流向螺杆轴5A右侧的后轴承12A。随着气体压缩过程的结束，大部分高压流体从螺杆槽未端对应的箱体三角孔中排出，而在吸气过程中螺杆6A与星轮啮合齿的空间逐步增大，并形成局部真空，此时从进气口进入的空气或工艺气体与水的混合流体G,和从螺杆6A右侧端面若干个轴向小孔进入的混合流体P,将同时吸入补充到螺杆空穴的齿槽。此时低压腔4A是负压，即低于左侧外部的大气压力，所以流体也不会流向左侧的前轴承1A。这种用高压端的流体卸压导流到低压端的方法，可使水气流体不会流向螺杆轴5A二端的轴承，因此取消了机械密封或碳环密封，从根本上解决了压缩流体的泄漏问题，使传统被动式的防漏密封法变为主动式的卸压导流密封法，即无密封无泄漏。