專利名稱：單機雙級螺桿制冷壓縮機組及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全新的單機雙級螺桿制冷壓縮機組，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，由于運行在大壓比、大壓差工況下，采用單級螺桿機組會使得制冷效率大大降低，壓縮機可靠性降低。從經(jīng)濟(jì)性和可靠性考慮，出現(xiàn)了雙級配搭螺桿制冷系統(tǒng)，它是用兩臺螺桿制冷壓縮機分別做高、低壓機，制冷工質(zhì)通過低壓機被壓縮到中間壓力，再和系統(tǒng)中的中間冷卻器來的中溫中壓制冷劑氣體混合進(jìn)高壓機進(jìn)行二次壓縮。高、低壓機由于壓比、壓差降低，改善了壓縮機工作條件，并且由于中間冷卻器對冷凝器出來的高壓液體的過冷增加了單位制冷量，使得整個系統(tǒng)的制冷系數(shù)提高。然而，從初投資來看，顯然兩臺雙級配搭機組的成本要高于一臺單級機組的成本，加上外形尺寸龐大，這就大大制約了雙級系統(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雙級螺桿制冷壓縮機組及其應(yīng)用方法。所要解決的技術(shù)問題是，既能發(fā)揮上述雙級配搭系統(tǒng)節(jié)能的優(yōu)點，又能最大限度節(jié)約成本。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案以如下一種單機雙級螺桿制冷壓縮機組，包括油泵、吸氣過濾器、聯(lián)軸器、主電機、油分離器、中間冷卻器、油冷卻器、控制臺、油過濾器和中間過濾器，單機雙級螺桿制冷壓縮機；單機雙級螺桿制冷壓縮機的高壓級與低壓級兩個驅(qū)動轉(zhuǎn)子間通過內(nèi)置聯(lián)軸器聯(lián)接。單機雙級螺桿制冷壓縮機的高壓級包括依次連接的高壓級能量指示器、高壓級油活塞、高壓級能量調(diào)節(jié)滑閥，還包括高壓級吸氣端座、高壓級機體、高壓級陰轉(zhuǎn)子、高壓級陽轉(zhuǎn)子和高壓級排氣端座，其中，高壓級陰轉(zhuǎn)子、高壓級陽轉(zhuǎn)子安裝于由高壓級吸氣端座、高壓級機體、高壓級排氣端座組成的高壓級殼體內(nèi)；單機雙級螺桿制冷壓縮機的低壓級包括依次連接的低壓級能量調(diào)節(jié)滑閥、低壓級油活塞、低壓級能量指示器，還包括低壓級吸氣端座、低壓級機體、低壓級陰轉(zhuǎn)子、低壓級陽轉(zhuǎn)子、低壓級排氣端座，其中，低壓級陰轉(zhuǎn)子、低壓級陽轉(zhuǎn)子安裝于吸氣端座、低壓級機體、低壓級排氣端座組成的低壓級殼體內(nèi)。
主電機通過聯(lián)軸器與單機雙級螺桿制冷壓縮機連接，吸氣過濾器與單機雙級壓縮機的吸氣口相連，中間冷卻器的出氣管通過中間過濾器與單機雙級螺桿制冷壓縮機的高、低壓級連接管相連，單機雙級螺桿制冷壓縮機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。
主電機通過聯(lián)軸器向單機雙級螺桿制冷壓縮機輸入動力，從低壓系統(tǒng)來的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過濾器后進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機中的低壓級壓縮，壓縮后與中間冷卻器來的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機中的高壓級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)過油氣分離后排出。
從貯液器來的高壓液體進(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)中間過濾器過濾后與單機雙級螺桿制冷壓縮機中的低壓級排氣混合；剩余部分過冷后進(jìn)入蒸發(fā)器；油分離器內(nèi)的冷凍機油經(jīng)油冷卻器冷卻、油過濾器過濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機中的低壓級轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過油泵增壓后經(jīng)壓縮機軸承、軸封和平衡活塞處進(jìn)入各級轉(zhuǎn)子腔；轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機油與吸入的蒸氣混合后一同被單機雙級螺桿制冷壓縮機的低壓級和高壓級壓縮后進(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)、各零部件通過相互間地聯(lián)系有機地整合成一個機組，使結(jié)構(gòu)緊湊，并且占地小，便于運輸和安裝。(2)、單機雙級螺桿制冷壓縮機是由兩個壓縮機組成的一個整體，只有一個動力輸入端，因此在機組組成部件上比常規(guī)雙級螺桿機組減少一套油分離器、油冷卻器、電機，大大降低了成本。(3)、單機雙級螺桿制冷壓縮機大多數(shù)部件借用的是兩個單級螺桿制冷壓縮機的部件，零部件通用化程度高，適于批量生產(chǎn)，也有利于降低設(shè)計投入。


圖1為本發(fā)明的單機雙級壓縮機組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的單機雙級壓縮機組的側(cè)視示意圖。
圖3為圖2的A向視圖。
圖4為本發(fā)明中的單機雙級螺桿制冷壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的A-A剖視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
如圖1、2、3所示，單機雙級螺桿制冷壓縮機1、主電機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13安裝在油分離器7的壓縮機支座上。所有部件根據(jù)流程的內(nèi)在聯(lián)系組成一個單機雙級螺桿制冷壓縮機組。兩個單獨的高、低壓級螺桿制冷壓縮機的驅(qū)動轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子)通過內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接傳遞動力，使其變成一個單機雙級螺桿制冷壓縮機，動力從低壓級陽轉(zhuǎn)子輸入。
主電機5通過聯(lián)軸器4與單機雙級螺桿制冷壓縮機1連接，吸氣過濾器2與單機雙級壓縮機1的吸氣口相連，中間冷卻器11的出氣管通過中間過濾器14與單機雙級螺桿制冷壓縮機1的高、低壓級連接管相連，單機雙級螺桿制冷壓縮機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所示單機雙級螺桿制冷壓縮機是本機組的核心部件，它的主要部件有高壓級能量指示器16、高壓級油活塞17、高壓級吸氣端座18、高壓級能量調(diào)節(jié)滑閥19、高壓級機體20、高壓級陰轉(zhuǎn)子21、高壓級陽轉(zhuǎn)子22、高壓級排氣端座23組成高壓級。低壓級吸氣端座26、低壓級機體27、低壓級能量調(diào)節(jié)滑閥25、低壓級陰轉(zhuǎn)子28、低壓級陽轉(zhuǎn)子29、低壓級排氣端座30、低壓級油活塞31、低壓級能量指示器32組成低壓級。低壓級陽轉(zhuǎn)子29通過內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接高壓級陽轉(zhuǎn)子22并向其傳輸驅(qū)動力。高壓級陰轉(zhuǎn)子21和高壓級陽轉(zhuǎn)子22及低壓級陰轉(zhuǎn)子28和低壓級陽轉(zhuǎn)子29分別相互嚙合，按一定傳動比旋轉(zhuǎn)，分別與高壓級機體20、低壓級機體27組成工作腔。高壓級吸氣端座18、高壓級排氣端座23、高壓級機體20、及低壓級吸氣端座26、低壓級排氣端座30、低壓級機體27上分別設(shè)有吸、排氣口及油孔。工作時單機雙級壓縮機的工作流程是低溫低壓蒸汽從低壓級吸氣端座26進(jìn)入低壓級機體27上與低壓級陰轉(zhuǎn)子28、低壓級陽轉(zhuǎn)子29組成的工作腔壓縮到中間壓力后由低壓級排氣端座30排出，隨后進(jìn)入高壓級吸氣端座18，并經(jīng)高壓級機體20、高壓級陰轉(zhuǎn)子21、高壓級陽轉(zhuǎn)子22組成的工作腔壓縮成高溫高壓氣體，經(jīng)高壓級排氣端座23排出。通過控制高壓級油活塞17、低壓級油活塞31兩側(cè)潤滑油的進(jìn)出，改變油活塞兩側(cè)的壓力，分別帶動高壓級能量調(diào)節(jié)滑閥19、低壓級能量調(diào)節(jié)滑閥25在各自轉(zhuǎn)子腔內(nèi)移動，從而改變轉(zhuǎn)子的有效工作長度，實現(xiàn)高、低壓級壓縮機的能量無級調(diào)節(jié)。高壓級能量指示器16、低壓級能量指示器32分別指示高、低壓級的能量位置。
單機雙級螺桿制冷壓縮機1的具體構(gòu)造是，它的高壓級與低壓級兩個驅(qū)動轉(zhuǎn)子間通過內(nèi)置聯(lián)軸器24聯(lián)接；其中，高壓級包括依次連接的高壓級能量指示器16、高壓級油活塞17、高壓級能量調(diào)節(jié)滑閥19，還包括高壓級吸氣端座18、高壓級機體20、高壓級陰轉(zhuǎn)子21、高壓級陽轉(zhuǎn)子22和高壓級排氣端座23，其中，高壓級陰轉(zhuǎn)子21、高壓級陽轉(zhuǎn)子22安裝于由高壓級吸氣端座18、高壓級機體20、高壓級排氣端座23組成的高壓級殼體內(nèi)；低壓級包括依次連接的低壓級能量調(diào)節(jié)滑閥25、低壓級油活塞31、低壓級能量指示器32，還包括低壓級吸氣端座26、低壓級機體27、低壓級陰轉(zhuǎn)子28、低壓級陽轉(zhuǎn)子29、低壓級排氣端座30，其中，低壓級陰轉(zhuǎn)子28、低壓級陽轉(zhuǎn)子29安裝于低壓級吸氣端座26、低壓級機體27、低壓級排氣端座30組成的低壓級殼體內(nèi)。
主電機5通過聯(lián)軸器4向單機雙級螺桿制冷壓縮機1輸入動力，從低壓系統(tǒng)來的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過濾器2后進(jìn)入單機雙級壓縮機1中的低壓級壓縮，壓縮后與中間冷卻器11來的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機1中的高壓級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)過油氣分離后排出。
從貯液器來的高壓液體進(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)中間過濾器14過濾后與單機螺桿制冷雙級壓縮機1中的低壓級排氣混合；剩余部分過冷后進(jìn)入蒸發(fā)器。油分離器7內(nèi)的冷凍機油經(jīng)油冷卻器12冷卻、油過濾器8過濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機雙級壓縮機1中的低壓級轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過油泵9增壓后經(jīng)壓縮機軸承、軸封和平衡活塞等處進(jìn)入各級轉(zhuǎn)子腔。轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機油與吸入的蒸氣混合后一同被單機雙級螺桿制冷壓縮機1的低壓級和高壓級壓縮后進(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的作用是防止機組停機時倒轉(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
1.一種單機雙級螺桿制冷壓縮機組，包括油泵(9)、吸氣過濾器(2)、聯(lián)軸器(4)、主電機(5)、油分離器(7)、中間冷卻器(11)、油冷卻器(12)、控制臺(13)、油過濾器(8)和中間過濾器(14)，其特征在于還包括單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)；單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)的高壓級與低壓級兩個驅(qū)動轉(zhuǎn)子間通過內(nèi)置聯(lián)軸器(24)聯(lián)接；高壓級包括依次連接的高壓級能量指示器(16)、高壓級油活塞(17)、高壓級能量調(diào)節(jié)滑閥(19)，還包括高壓級吸氣端座(18)、高壓級機體(20)、高壓級陰轉(zhuǎn)子(21)、高壓級陽轉(zhuǎn)子(22)和高壓級排氣端座(23)，其中，高壓級陰轉(zhuǎn)子(21)、高壓級陽轉(zhuǎn)子(22)安裝于由高壓級吸氣端座(18)、高壓級機體(20)、高壓級排氣端座(23)組成的高壓級殼體內(nèi)；低壓級包括依次連接的低壓級能量調(diào)節(jié)滑閥(25)、低壓級油活塞(31)、低壓級能量指示器(32)，還包括低壓級吸氣端座(26)、低壓級機體(27)、低壓級陰轉(zhuǎn)子(28)、低壓級陽轉(zhuǎn)子(29)、低壓級排氣端座(30)，其中，低壓級陰轉(zhuǎn)子(28)、低壓級陽轉(zhuǎn)子(29)安裝于低壓級吸氣端座(26)、低壓級機體(27)、低壓級排氣端座(30)組成的低壓級殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單機雙級螺桿制冷壓縮機組，其特征在于主電機(5)通過聯(lián)軸器(4)與單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)連接，吸氣過濾器(2)與單機雙級壓縮機(1)的吸氣口相連，中間冷卻器(11)的出氣管通過中間過濾器(14)與單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)的高、低壓級連接管相連，單機雙級螺桿制冷壓縮機(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所述的單機雙級螺桿制冷壓縮機組的應(yīng)用方法，其特征在于主電機(5)通過聯(lián)軸器(4)向單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)輸入動力，從低壓系統(tǒng)來的低溫低壓蒸汽經(jīng)吸氣過濾器(2)后進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)中的低壓級壓縮，壓縮后與中間冷卻器(11)來的中溫中壓氣體混合后進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)中的高壓級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)過油氣分離后排出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單機雙級螺桿制冷壓縮機組的應(yīng)用方法，其特征在于從貯液器來的高壓液體進(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)中間過濾器(14)過濾后與單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)中的低壓級排氣混合；剩余部分過冷后進(jìn)入蒸發(fā)器；油分離器(7)內(nèi)的冷凍機油經(jīng)油冷卻器(12)冷卻、油過濾器(8)過濾后，一部分在壓差的作用下進(jìn)入單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)中的低壓級轉(zhuǎn)子腔，另一部分通過油泵(9)增壓后經(jīng)壓縮機軸承、軸封和平衡活塞處進(jìn)入各級轉(zhuǎn)子腔；轉(zhuǎn)子腔內(nèi)的冷凍機油與吸入的蒸氣混合后一同被單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)的低壓級和高壓級壓縮后進(jìn)入油分離器(7)進(jìn)行油氣分離。
全文摘要
本發(fā)明是一種單機雙級螺桿制冷壓縮機組及其工作方法，主電機(5)通過聯(lián)軸器(4)與單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)連接，吸氣過濾器(2)與單機雙級壓縮機(1)的吸氣口相連，中間冷卻器(11)的出氣管通過中間過濾器(14)與單機雙級螺桿制冷壓縮機(1)的高、低壓級連接管相連，單機雙級螺桿制冷壓縮機(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。它可替代雙級配搭螺桿制冷壓縮機應(yīng)用于低溫制冷系統(tǒng)。配置較少，比雙級配搭機組減少了一套油分離器、油冷卻器、主電機，大大降低了成本。結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，便于運輸和安裝。
文檔編號F04C29/12GK1966982SQ20061007027
公開日2007年5月23日 申請日期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, 繆會軍 申請人:煙臺冰輪股份有限公司