本發(fā)明涉及立式高壓渦旋壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

小型氦氣壓縮機(jī)凈化機(jī)組，其核心部份是氦氣壓縮機(jī)，氦氣壓縮機(jī)是由冷凍空調(diào)用的壓縮機(jī)改造，由于氟利昂等冷媒壓縮過程與高等熵指數(shù)的氦氣有很大的差別，再加上壓比比較高，在壓縮過程中產(chǎn)生很多熱量，造成壓縮機(jī)無法正常工作。因此，需要設(shè)計(jì)一套冷卻系統(tǒng)來保證設(shè)備長期可靠的工作。

以選用的渦旋式壓縮機(jī)為例進(jìn)行說明，渦旋式壓縮機(jī)為日立DH一80B2Y系列立式高壓產(chǎn)品，其工作原理見附圖1，在一個(gè)密閉的壓力容器內(nèi)裝有電動(dòng)機(jī)，通過主軸、偏心軸帶動(dòng)動(dòng)渦盤按漸開線方向擺動(dòng)，與之配合的定渦盤固定在最上端，當(dāng)動(dòng)渦盤在定渦盤內(nèi)按軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)定渦盤之間形成月牙型壓縮腔。該月牙腔由外向內(nèi)逐漸縮小，從而完成吸氣、壓縮、排氣過程。在整個(gè)過程中，所有工作腔均處于不同的壓縮階段，從而保證壓縮機(jī)連續(xù)不斷的吸氣、壓縮和排氣。氣體進(jìn)口在定渦盤上，壓縮后的油、油蒸氣、冷媒，從定渦盤中心孔直排到機(jī)殼內(nèi)，由于機(jī)殼空間比較大，氣流減速，在殼體內(nèi)完成油氣分離。油蒸氣和冷媒由排氣管送出，分離出的油在重力下，從上而下冷卻壓縮機(jī)機(jī)體，再冷卻電機(jī)，回到底部的油池。

壓縮機(jī)工作時(shí)有套潤滑系統(tǒng)，主軸一端連接動(dòng)渦盤，另處一端浸在油池中。主軸是空心的，軸的下端有一個(gè)抽油的裝置，抽起的油順著軸上行，在主軸承、偏心軸、動(dòng)渦盤處開有小孔，解決運(yùn)動(dòng)表面的潤滑以及渦線壓縮的氣密封。潤滑后的油在重力下又回到油池。

在小型氦氣壓縮凈化機(jī)組中，所使用的壓縮機(jī)由于工作條件不同于氟利昂等冷媒的壓縮條件。氦氣在壓縮過程中產(chǎn)生很大的熱量，壓比(高壓、低壓力差)也高一些，使電機(jī)負(fù)荷增大，隨之發(fā)熱量也增大，造成壓縮機(jī)因高溫而損壞。

以改造日立公司的渦旋式空調(diào)壓縮機(jī)(503DH-80B2Y立式高壓)為例，改造過程，需要解決3個(gè)問題：1)油的循環(huán)流動(dòng)；2)限制油的流量；3)選擇排氣溫度、油池溫度、排氣量三個(gè)方面平衡點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)，旨在改造壓縮機(jī)過程中解決其冷卻效果不好的技術(shù)問題。

考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)，包括換熱器和油量控制器，所述換熱器和電磁截止閥設(shè)置于壓縮機(jī)外部，所述換熱器通過出油管與所述壓縮機(jī)下部的出油口連接，所述換熱器再與所述油量控制器連接，所述油量控制器再與所述壓縮機(jī)上部的進(jìn)氣管連接，進(jìn)氣管還與外部進(jìn)氣管連接。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述油量控制器為帶孔結(jié)構(gòu)的閥門。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述換熱器為板式換熱器，所述板式換熱器上設(shè)置進(jìn)水口和出水口。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述油量控制器的通油孔直徑為1.4毫米至2.3毫米。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述油量控制器的通油孔直徑為1.7毫米至2.2毫米。

本發(fā)明還可以是：

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述壓縮機(jī)的排氣管、出油管上設(shè)置溫度探頭。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，還包括油過濾器，所述換熱器與所述油過濾器連接，所述油過濾器再與所述油量控制器連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，還包括電磁截止閥，所述油量控制器與所述電磁截止閥連接，所述電磁截止閥再與所述壓縮機(jī)上部的進(jìn)氣管連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是：

通過在立式渦旋壓縮機(jī)外側(cè)增設(shè)一套噴油冷卻系統(tǒng)，提高了對(duì)壓縮機(jī)的冷卻效率，并合理控制了進(jìn)入壓縮腔的油量，能夠帶出油池中的熱量，降低了油池中的溫度；同時(shí)減少占用壓縮機(jī)的容積，也不會(huì)造成壓縮機(jī)輸氣量的過多下降等問題，使排氣溫度、油池溫度、排氣量三個(gè)方面達(dá)到相應(yīng)的平衡點(diǎn)，電機(jī)冷卻效果好，壓縮機(jī)的排氣量符合要求。

附圖說明

為了更清楚的說明本申請(qǐng)文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對(duì)本申請(qǐng)文件中一些實(shí)施例的參考，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。

圖1為一種立式渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所示，圖1為一種立式渦旋壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，其圖1中，1-曲軸，2、4-軸承，3-密封，5、15-背壓腔，6-防自轉(zhuǎn)環(huán)，7-排氣管，8-吸氣腔9-吸氣管，10-排氣口，11-機(jī)殼，12-排氣腔，13-靜盤，14-動(dòng)盤，16-機(jī)架，17-電動(dòng)機(jī)，18-潤滑油；圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其圖2中，201-壓縮機(jī)，202-換熱器，203-油過濾器，204-油量控制器，205-電磁截止閥，206-出油口，207-進(jìn)水口，208-出水口，209-進(jìn)氣管，210-外部進(jìn)氣管，211-出油管。一種全封閉立式渦旋壓縮機(jī)噴油冷卻系統(tǒng)，包括換熱器202、油過濾器203、油量控制器204和電磁截止閥205，所述換熱器202、油過濾器203、油量控制器204和電磁截止閥205設(shè)置于壓縮機(jī)201外部，所述換熱器202通過出油管211與所述壓縮機(jī)201下部的出油口206連接，所述換熱器202再與所述油過濾器203連接，所述油過濾器203再與所述油量控制器204連接，所述油量控制器204再與所述電磁截止閥205連接，所述電磁截止閥205再與所述壓縮機(jī)201上部的進(jìn)氣管209連接，進(jìn)氣管209還與外部進(jìn)氣管210連接，通過該外部進(jìn)氣管210通入氦氣。

對(duì)于油量控制器204可以采用能夠?qū)τ土窟M(jìn)行控制的帶孔結(jié)構(gòu)的閥門，例如小孔閥加電磁閥的結(jié)構(gòu)，也可采用類似的小孔結(jié)構(gòu)，通過改變孔徑，得到不同的油流量。所述換熱器202可優(yōu)先采用一種板式換熱器，該板式換熱器上設(shè)置進(jìn)水口207和出水口208，從進(jìn)水口207、出水口208進(jìn)行水循環(huán)冷卻。所述壓縮機(jī)201的排氣管7(圖1所示)、出油管211裝有溫度探頭，通過設(shè)置的溫度探頭對(duì)其溫度進(jìn)行測(cè)試，然后根據(jù)得到的溫度，以便通過油量控制器204對(duì)油量大小進(jìn)行調(diào)節(jié)、控制。

以上實(shí)施例描述的結(jié)構(gòu)中，其噴油量的大小存在以下影響：

1)進(jìn)入壓縮腔的油少，壓縮熱太高，電機(jī)冷卻不好。由于油量少，油池中的熱量帶不出來，油池溫度太高；

2)進(jìn)入壓縮腔的油多，壓縮熱低，電機(jī)冷卻很好。油池中的熱量帶出的多，但同時(shí)又出現(xiàn)新的問題：第一，油是不能壓縮的，直接占用壓縮機(jī)的容積，造成壓縮機(jī)的輸氣量下降；第二，油量達(dá)到一定的程度，易造成多余的油沿著氣體低壓管道逆行到平衡器不再回來，造成油位下降。出油口混入氣體，直接破壞了噴油冷卻的作用。

因此，需要對(duì)油量控制器204孔徑大小進(jìn)行確定，下面給出具體實(shí)驗(yàn)：

經(jīng)多次調(diào)整實(shí)驗(yàn)，得到合理的平衡點(diǎn)，即壓縮熱的吸收，油池溫度的要求、電機(jī)的冷卻、壓縮機(jī)輸氣量的指標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)1

確定小孔孔徑試驗(yàn)的起始點(diǎn)∮1.4mm,此時(shí)排氣溫度820C,排油溫度820C。一段時(shí)間后，溫度相對(duì)穩(wěn)定，將小孔開至∮1.5mm，溫度慢慢穩(wěn)定在790C，排油在80⁰C，經(jīng)過一段時(shí)間試機(jī)后，如溫度上下變動(dòng)不大且相對(duì)穩(wěn)定，就可在繼續(xù)加大尺寸，接著試驗(yàn)。在小孔孔徑增加到∮2.3mm后，溫度下降已比較慢了，再加大，溫度下降很少，也就是說，小孔孔徑在∮1.7mm-∮2.2mm之間有一段比較理想值，達(dá)到本發(fā)明所要求的目的。

實(shí)驗(yàn)2

氦氣壓縮凈化機(jī)組，排氣壓力2.3Mpa、回氣壓力0.6Mpa、冷卻水壓力0.16Mpa、溫度小于30度。在排氣管、出油管裝有溫度探頭，小孔孔徑按0.1mm為一檔，起始孔徑∮1.4mm，穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)小時(shí)后換檔。在孔徑∮1.4mm時(shí)，排氣溫度約82度，排油溫度82度，孔徑增大，排氣、排油溫度近似線性變化逐漸降低。直到排氣溫度達(dá)到設(shè)定指標(biāo)(59⁰C±1⁰C)。排油溫度＜60⁰C，長時(shí)間運(yùn)行，溫度相對(duì)穩(wěn)定，未出現(xiàn)大的變化，斷定噴油量合適。接著，帶一臺(tái)耗氣量100方/小時(shí)的負(fù)載，長時(shí)運(yùn)行負(fù)載所顯示的指標(biāo)都在正常范圍之類。說明這個(gè)噴油量占用的壓縮機(jī)容積在合理范圍之類。因而，該系列壓縮機(jī)的噴油量就確定了。

對(duì)于得到的油量控制器204的通油孔直徑優(yōu)先選擇1.4毫米至2.3毫米，更優(yōu)的是選擇1.7毫米至2.2毫米的技術(shù)方案，為了便于說明，以上實(shí)驗(yàn)中只列舉了部分?jǐn)?shù)據(jù)，由于供油量不能太多，也不能太少，否則達(dá)不到本發(fā)明的目的，在考慮到大量因素和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的前提下，而得到油量控制器204的最佳孔徑。

綜上所述，改造后的立式渦旋壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)了以下方面的作用，具體地：

1、油的循環(huán)流動(dòng)

壓縮機(jī)油的流動(dòng)有兩路：一路解決各軸承潤滑，間隙面密封。另一路外加噴油冷卻系統(tǒng)(即本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，如圖2所示)，解決壓縮氦氣過程中所面臨的高熱。本發(fā)明充分利用了渦旋式壓縮機(jī)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了噴油冷卻系統(tǒng)。因機(jī)殼內(nèi)是高壓(排氣直排機(jī)殼內(nèi))，利用壓縮機(jī)底部有一個(gè)油孔(該油孔在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中是用于多臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)使用)。本發(fā)明在高壓氣體作用下，把油池中的高溫油排出，如圖2所示，通過一個(gè)換熱器202將油冷卻，再通過油過濾器203、油量控制器204、電磁截止閥205從進(jìn)氣管209向下噴入，與氣體一同進(jìn)入壓縮腔。壓縮過程中產(chǎn)生的高熱，將部份油氣化，吸收產(chǎn)生的壓縮熱。在排氣口將油、油蒸氣、氦氣一同排入機(jī)殼內(nèi)，由于機(jī)殼空間大，氣流突然減速，油與氣分離，油蒸氣、氦氣順著排氣排出。分離出的油在重力下，首先冷卻壓縮機(jī)缸體，接著冷卻電機(jī)。將熱量帶入底部油池，完成循環(huán)。

2、限制油的流量

對(duì)噴油量的限制，采用一個(gè)油量控制器204(優(yōu)先采用小孔閥加電磁閥的結(jié)構(gòu))，用一個(gè)小孔控制油的通道，孔的大小按預(yù)定的參數(shù)設(shè)定，即控制住壓差，又控制流量，加工簡單，工作可靠。再配一電磁截止閥205，停機(jī)就截?cái)嘤偷墓┙o。

3、選擇排氣溫度、油池溫度、排氣量三個(gè)方面平衡點(diǎn)

油噴的越多，排氣的溫度越低，但油是不可壓縮的，壓縮機(jī)的容積是固定的。油越多，壓縮輸出的氣量越少。噴油量少，排氣溫度降不下來，油池溫度越來越高。所以，排氣溫度、油池溫度、排氣量這三個(gè)方面的平衡點(diǎn)就是這個(gè)壓縮機(jī)噴油系統(tǒng)的核心部份，也就是小孔的選擇。

以日立DH系列渦旋壓縮機(jī)為例進(jìn)行噴油冷卻系統(tǒng)的改造，經(jīng)實(shí)踐證明，本發(fā)明冷卻系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有DH渦旋壓縮機(jī)的優(yōu)勢(shì)，非常方便改造工作。而無需對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)整機(jī)再做加工(排油孔是原機(jī)的)，例如無需對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)機(jī)殼進(jìn)行鉆孔。減少了因各種加工所帶來的弊病。整個(gè)冷卻系統(tǒng)以部件少、系統(tǒng)簡單、工作可靠。經(jīng)過外加冷卻系統(tǒng)證明，壓縮機(jī)的排氣溫度控制在58-62攝氏度，油池控制在57-60攝氏度，排氣量基本符合壓縮機(jī)制造廠家給的數(shù)據(jù)。

雖然以上只列舉了對(duì)日立DH系列渦旋壓縮機(jī)為例進(jìn)行的改造說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，只要是類似結(jié)構(gòu)的立式渦旋壓縮機(jī)即可采用本發(fā)明的裝置，并在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分相互參見即可。

在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。