專利名稱：一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的制作方法
一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機技術領域
本發(fā)明屬于流體機械領域，涉及一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，尤其是一種油 田伴生氣回收裝置用的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機。
背景技術：
渦旋壓縮機具有體積小、重量輕、結構簡單、易損件少、運行可靠性高、余隙容積 小、效率高等優(yōu)點，已被廣泛應用在制冷領域。鑒于上述優(yōu)點和渦旋壓縮技術較為成熟，采 用渦旋式壓縮機技術提高天然氣、氦氣等氣體的壓力實現(xiàn)高效壓縮被高度關注。
普通渦旋制冷壓縮機的制冷工質和潤滑油之間有良好的互溶性，制冷工質進入渦 旋壓縮腔時自身攜帶的潤滑油基本可以滿足潤滑和密封需要，此外制冷工質的等熵指數(shù)較 低，在壓縮時溫升不是很顯著；天然氣、氦氣等氣體與潤滑油的互溶性較差，等熵指數(shù)高，壓 縮時會產生大量的壓縮熱，溫升顯著，因此其相應的渦旋壓縮機必須對壓縮腔噴油實現(xiàn)潤 滑、密封和降低壓縮腔溫度的目的。
目前采用噴油技術的渦旋壓縮機多為開啟式，在軸封等處經常出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，但 是壓縮天然氣等易燃易爆氣體或者氦氣等稀有氣體時，不允許泄漏現(xiàn)象發(fā)生，因此必須采 用全封閉式渦旋壓縮機，大大增加了噴油技術難度。
為了實現(xiàn)渦旋壓縮機壓縮過程中的密封和潤滑，多種渦旋壓縮機噴油技術被開發(fā) 出來，如CN 1401910A公開的渦旋壓縮機的噴油方式是通過在動盤內部加工噴油通路，利 用離心力將渦旋壓縮機底部儲油池內的油引入壓縮腔；CN1251639A公開的渦旋壓縮機的 噴油方式是殼體內采用高背壓，利用壓差將機殼底部儲油池內的油引入壓縮腔；外部直接 噴油渦旋壓縮機的噴油方式是通過在渦盤上加工油孔，利用壓差直接將油噴入壓縮腔，并 采用另外一套油循環(huán)系統(tǒng)潤滑軸承等受力面。但是這些噴油技術很難滿足與潤滑油互溶 性差且等熵指數(shù)高的氣體的全封閉式渦旋壓縮機。如CN 1401910A和CN1251639A公開的 噴油渦旋壓縮機有以下幾個特點第一針對的工質為制冷劑，與油有良好的互溶性，進入壓 縮腔時制冷劑本身能夠攜帶一定量的潤滑油；第二制冷劑等熵指數(shù)低，壓縮過程產生的壓 縮熱少，壓縮腔溫升不明顯；第三制冷劑在制冷系統(tǒng)循環(huán)一周后，會攜帶潤滑油回到上述專 利所述的渦旋壓縮機中；因此CN 1401910A和CN1251639A公開的噴油渦旋壓縮機對壓縮 腔噴油是作為制冷劑攜帶潤滑油的一個補充，噴油的主要目的是壓縮機工作腔的潤滑和密 封，油循環(huán)量較小，此外潤滑油隨制冷劑在制冷系統(tǒng)中循環(huán)，不存在不斷為上述專利所述的 渦旋壓縮機補充油的問題。
如上所述，天然氣、氦氣等高等熵指數(shù)氣體與潤滑油的互溶性較差，進入壓縮腔時 本身攜帶的潤滑油很少，壓縮時會產生大量的壓縮熱，壓縮腔溫升顯著。因此壓縮這類氣體 的渦旋壓縮機的噴油量較常規(guī)的渦旋制冷壓縮機的噴油量大很多，其噴油的目的也不僅僅 是壓縮機工作腔的密封和潤滑，還有一個重要作用是將壓縮時產生的大量熱量帶走，降低 壓縮腔的溫度。此外本專利所述的渦旋噴油壓縮機涉及的氣體多為工業(yè)用氣體，提高其壓 力后即存儲起來，不能像渦旋制冷壓縮機的工質那樣形成一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)，必須不斷補充潤滑油，因此CN 1401910A和CN1251639A公開的渦旋壓縮機的噴油技術無法應用到本 專利所述的渦旋壓縮機中。
外部直接噴油渦旋壓縮機的噴油技術可以根據(jù)需要改變噴油量滿足本專利所述 的渦旋壓縮機的需要，但是還需要另外一套油循環(huán)系統(tǒng)將潤滑油從機殼內油池的潤滑油輸 送到軸承等受力面潤滑，壓縮機的整個油循環(huán)系統(tǒng)結構復雜，又因兩套油循環(huán)系統(tǒng)相互獨 立，噴入壓縮腔的潤滑油會泄漏到機殼油池內，當壓縮腔噴油量較大時，兩套油循環(huán)系統(tǒng)匹 配不當，會導致油池油面逐漸上升，弓丨起壓縮機效率或可靠性降低，此外壓縮過程和電機產 生的熱量會使油池內的溫度不斷上升，降低潤滑油的粘度，導致潤滑油失效，引起壓縮機效 率降低甚至燒毀。
鑒于渦旋壓縮機的現(xiàn)有噴油技術應用到壓縮天然氣、氦氣等高等熵指數(shù)且與潤滑 油互溶性差的氣體的渦旋壓縮機存在上述諸多問題，本發(fā)明提出了一種具有新型供油結構 的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，將壓縮腔噴油循環(huán)系統(tǒng)和潤滑軸承等受力面的油循環(huán)系統(tǒng) 合二為一，將機殼內油池的潤滑油參與到潤滑油的循環(huán)系統(tǒng)中，經過外部油冷卻器冷卻后 回到壓縮機，本發(fā)明提出的新型供油結構可以有效解決現(xiàn)有噴油技術所遇到的上述問題。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種具有新型供油結構的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，解決 上述噴油渦旋壓縮機不適合壓縮密閉性要求嚴且等熵指數(shù)高的氣體的問題，利用渦旋壓縮 機實現(xiàn)這些氣體的高效壓縮。
本發(fā)明為一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，包括水平方向上設有軸的圓筒狀密 閉殼體；在該密閉殼體內形成的低壓空間；配置在該低壓空間內的驅動機構和壓縮機構； 連接上述驅動機構及壓縮機構的水平延伸的內部開有油孔的旋轉軸；支撐該旋轉軸的主軸 承和止推軸承；上述油孔在上述主軸承和止推軸承處分別形成的第一分支油孔和第二分支 油孔；上述旋轉軸在上述主軸承處形成的環(huán)狀導油通路；具有安裝該主軸承貫通孔的主支 架；在上述主軸承處開有連通上述密閉殼體形成的低壓空間的排油孔；具有安裝上述止推 軸承的支架；與上述旋轉軸的中心軸偏心并從上述旋轉軸的端部延伸的偏心軸；構成上述 壓縮機構，安裝在上述偏心軸上的動渦盤；上述動渦盤在上述偏心軸一側具有的配合孔； 擺動自如地保持上述動渦盤并安裝在上述配合孔內，與上述偏心軸配合的動渦盤密封軸 承；上述動渦盤、上述偏心軸、上述動渦盤密封軸承在上述配合孔內形成的油壓空間；上述 動渦盤在上述偏心軸一側安裝的防止其自轉的機構十字滑環(huán)；上述動渦盤內一端連接上述 油壓空間，一端連接上述十字滑環(huán)的導油通路；上述十字滑環(huán)兩側表面形成的環(huán)狀導油通 路；上述十字滑環(huán)內連通十字滑環(huán)兩側表面環(huán)狀導油通路的導油孔；在上述圓筒狀的密閉 殼體下方形成的儲油池；通過殼體上的貫通孔，一端延伸至上述殼體外，一端通過密封軸承 安裝在上述旋轉軸內的水平方向延伸的噴油管；纏繞在上述驅動機構外側，一端連接進氣 管，一端連接壓縮腔進氣口的進氣導管；上述進氣導管在上述儲油池油位設置線以下部分 開有的一個或多個小孔徑進油孔。
本發(fā)明旨在解決渦旋壓縮機在壓縮密閉性要求嚴且等熵指數(shù)高的氣體時，壓縮腔 噴油內冷卻問題。本發(fā)明所述渦旋壓縮機在保證壓縮機密閉性和軸承受力面等潤滑的同 時，通過壓差形成軸承受力面潤滑和壓縮腔噴油冷卻統(tǒng)一的油循環(huán)系統(tǒng)。潤滑油在壓差作用下通過噴油管進入旋轉軸內的油孔，旋轉軸上的環(huán)形通路、動渦盤內的導油通路和十字 滑環(huán)兩側表面形成的環(huán)狀通路將油孔內的潤換油送到軸承、十字滑環(huán)和動渦盤推力面等 處，完成潤滑后掉落到壓縮機殼體底部儲油池內，油孔內多余的潤滑油通過主軸承處的排 油孔也排入儲油池。儲油池內潤滑油通過進氣導管在儲油池油位設置線以下部分設置的一 個或多個小孔徑進油孔進入進氣導管，進氣導管內的進氣將潤滑油帶入壓縮腔，完成壓縮 腔冷卻、潤滑作用后由排氣帶出，在油氣分離后重新導入噴油管。
本發(fā)明解決了全封閉條件下噴油渦旋壓縮機壓縮腔噴油內冷卻問題，為渦旋壓縮 機壓縮密閉性要求嚴且等熵指數(shù)高的氣體，拓展渦旋壓縮機的應用范圍奠定了基礎。


圖1為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的剖面圖。
圖2為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的上視圖。
圖3為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的A-A剖視圖。
圖4為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的B-B剖視圖。
圖5為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的局部放大剖視圖。
圖6為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的局部放大剖視圖。
圖7為本發(fā)明第1實施例的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機的C-C剖視圖。
圖8為本發(fā)明第1實施例的十字滑環(huán)正視圖。
其中，1為渦旋壓縮機，2為殼體，3為驅動機構，4為壓縮機構，5為進氣管，6為圓 筒狀密閉殼體，7為前端蓋、8為后端蓋，9為電源端子，10為勵磁線圈，11為定子，12為轉 子，13為旋轉軸，14為偏心軸，15為主軸承，16為主支架，17為止推軸承，18為支架，19為油 孔，20為第一分支油孔、21為第二分支油孔，22為動渦盤，23為壓縮腔，24為靜渦盤，25為 十字滑環(huán)，26為排氣管，27為壓縮腔進氣口，28為進氣導管，29為進油孔，30為儲油池，31 為噴油管，32為驅動機構支架，33為主平衡重，34為副平衡重，35為密封軸承，36為環(huán)形通 路，37為導油通路，38為排油孔，39為環(huán)狀導油通路，40為導油孔，41為動渦盤密封軸承，42 為配合孔，43為油壓空間。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施例加以說明
圖1、圖2所示的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機1由具有沿水平方向延伸的中心軸的 殼體2，配置在該殼體2內的驅動機構3和由該驅動機構3驅動的壓縮機構4構成。
上述殼體2由側部安裝有進氣管5的圓筒狀殼體6和封閉該圓筒狀殼體6兩端的 前蓋部7、后端蓋8構成，在一側的前蓋部7上設置有排氣管26。在圓筒狀殼體6上設置有 向上述驅動機構3輸送電力的電源端子9。密閉殼體2內形成低壓空間。
在本實施例中，驅動機構3為三相交流電動機，安裝在驅動機構支架32上，包括 固定在上述圓筒狀殼體6的內周面上、卷繞有勵磁線圈10以產生旋轉磁場的定子11，配置 在與該定子11對峙的位置上、具有使磁極交錯不同地配置的永久磁鐵的轉子12，固定轉子 12的旋轉軸13。
旋轉軸13沿水平方向延伸地設置，該旋轉軸13在靠近上述壓縮機構4的一端端6部上形成有與旋轉軸13的中心軸偏心、突出的偏心軸14。而且，旋轉軸13轉動自如地保持 在主軸承15中，該主軸承15安裝在固定于上述圓筒狀殼體6的內面上的主支架16的貫通 孔中。
旋轉軸13的另一側轉動自如地保持在止推軸承17上，該止推軸承17安裝在固定 于上述圓筒狀殼體6內面上的支架18上。
另外，旋轉軸13內部形成貫通的導油孔19，該導油孔19在主軸承15和止推軸承 17處分別連接用于潤滑上述主軸承15和上述止推軸承17的第一分支油孔20和第二分支 油孔21。
上述旋轉軸13在上述主軸承位置具有環(huán)狀的導油通路36。在上述主軸承15處開 有連通上述低壓空間的小孔徑排油孔38。
上述壓縮機構4由上述支架16，安裝在上述偏心軸14上的動渦盤22，與該動渦盤 22嚙合而確定壓縮腔23的靜渦盤M構成。
上述動渦盤22背向上述靜渦盤M —側具有配合孔42并且通過動渦盤密封軸承 41配合在上述偏心軸14上。
上述動渦盤22、上述偏心軸、上述動渦盤密封軸承41在上述配合孔42內形成油壓 空間43。
上述動渦盤22背向上述靜渦盤M —側安裝有十字滑環(huán)25，十字滑環(huán)25安裝在上 述支架16上。在上述十字滑環(huán)25兩側表面形成環(huán)狀導油通路39并且在上述環(huán)狀通路39 最頂端位置具貫通導油孔40。
上述壓縮室23進氣口 27方向為垂直向下。
上述殼體2底部形成儲油池30。
進氣導管觀纏繞在驅動機構3外側，一端聯(lián)接上述進氣管5，一端聯(lián)接上述壓縮腔 23的進氣口 27，并且在上述進氣導管觀在上述儲油池30油位線以下部分開有一個或多個 小孔徑進油孔四。
水平方向的噴油管31焊接在上述殼體2上的貫通孔內，一端延伸至殼體外，一端 通過密封軸承35安裝在旋轉軸13內。
根據(jù)以上結構，壓縮機運行時，潤滑油在壓差作用下通過噴油管31進入旋轉軸13 內的油孔19，主軸承15處設置的小孔徑排油孔38保證油孔19內具有一定的壓力，旋轉軸 13內的分支油孔20和21、旋轉軸上的環(huán)形通路36、油壓空間43、動渦盤內的導油通路37 和十字滑環(huán)兩側表面形成的環(huán)狀通路39將油孔19內的潤換油送到軸承、十字滑環(huán)和動渦 盤推力面等處，完成潤滑后掉落到壓縮機殼體底部儲油池30內，油孔19內多余的潤滑油通 過排油孔38也排入儲油池30內。一個或多個小孔徑進油孔四保證儲油池30在達到一定 油位后，儲油池30內的潤滑油進入導氣管觀，導氣管觀內的進氣將潤滑油帶入壓縮腔23 內，完成壓縮腔冷卻、潤滑作用后從排氣管26帶出，在油氣分離后重新導入噴油管31。
而且，以上結構可以使噴油量根據(jù)壓縮機排氣壓力、轉速變化相應做出適應壓縮 高等熵指數(shù)氣體的調節(jié)。當壓縮機排氣壓力變大的時候，放出的壓縮熱相應增加，需要的噴 油量增加。由于壓差增大，從噴油管31進入殼體2的油量增大，油孔19內的油壓相應增大， 進入各潤滑面的油壓增加，有助于壓縮機克服因排氣壓力增大而導致的受力面壓力增大， 同時，儲油池30的油位升高，通過若干小孔徑進油孔四的油量增加，導氣管觀內的油位相應升高，被進氣帶入壓縮腔23的油量增加，有助于因排氣壓力增大而需油量增加的壓縮腔 冷卻。當壓縮機轉速增加的時候，放出的壓縮熱相應增加，需要的噴油量增加，由于轉速增 加，環(huán)狀通道36內潤滑油的離心力增大，通過排油孔38排出的油量增加，導致殼體2整體 進油量增加，儲油池30內的油位升高，通過若干小孔徑進油孔四進入導氣管觀的油量增 加，同時又由于進氣量增大，從進氣導管觀中被帶入壓縮腔23的油量增加，有助于壓縮腔 因轉速增大而需油量增加的壓縮腔冷卻。當壓縮機排氣壓力減小或者轉速降低的時候，和 壓縮機排氣壓力增大或者轉速增加時候的情況相反，可以取得對噴油量調節(jié)的效果。
工業(yè)上的應用
綜上所述，本發(fā)明所述全封閉臥式噴油渦旋壓縮機有效解決了全封閉條件下渦旋 壓縮機壓縮腔噴油內冷卻問題，為渦旋壓縮機壓縮密閉性要求嚴且等熵指數(shù)高的氣體，拓 展渦旋壓縮機的應用范圍奠定了基礎。本發(fā)明已經在一種油田伴生氣回收裝置中得到應用 并取得良好效果。
以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施方式
僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫 離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所 提交的權利要求書確定專利保護范圍。
權利要求
1.一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，包括水平方向上設有軸的圓筒狀密閉殼體(6)； 在該密閉殼體內形成的低壓空間；配置在該低壓空間內的驅動機構(3)和壓縮機構；連 接上述驅動機構(3)及壓縮機構的水平延伸的內部開有油孔(19)的旋轉軸(13)；支 撐該旋轉軸(1 的主軸承(1 和止推軸承(17)；上述油孔(19)在上述主軸承(1 和止 推軸承(17)處分別形成的第一分支油孔00)和第二分支油孔；上述旋轉軸(13)在 上述主軸承(1 處形成的環(huán)狀導油通路(36)；具有安裝該主軸承(1 的主支架(16)；在 上述主軸承(15)處開有連通上述密閉殼體(6)形成的低壓空間的排油孔(38)；具有安裝 上述止推軸承(17)的支架(18)；與上述旋轉軸(1 的中心軸偏心并從上述旋轉軸的端部 延伸的偏心軸(14)；構成上述壓縮機構G)，安裝在上述偏心軸(14)上的動渦盤02)；上 述動渦盤0 在上述偏心軸(14) 一側具有的配合孔0 ；擺動自如地保持上述動渦盤 (22)并安裝在上述配合孔0 內，與上述偏心軸(14)配合的動渦盤密封軸承Gl)；上述 動渦盤(22)、上述偏心軸(14)、上述動渦盤密封軸承在上述配合孔0 內形成的油 壓空間G3)；上述動渦盤02)在上述偏心軸(14) 一側安裝的防止其自轉的機構十字滑環(huán) (25)；上述動渦盤0 內一端連接上述油壓空間(43)，一端連接上述十字滑環(huán)0 的導 油通路(37)；上述十字滑環(huán)0 兩側表面形成的環(huán)狀導油通路(39)；上述十字滑環(huán)05) 內連通十字滑環(huán)0 兩側表面環(huán)狀導油通路(39)的導油孔00)；在上述圓筒狀的密閉殼 體(6)下方形成的儲油池(30)；通過殼體( 上的貫通孔，一端延伸至上述殼體( 外，一 端通過密封軸承(3 安裝在上述旋轉軸(1 內的水平方向延伸的噴油管(31)；纏繞在上 述驅動機構C3)外側，一端連接進氣管(5)，一端連接壓縮腔進氣口 (XT)的進氣導管 (28)；上述進氣導管08)在上述儲油池(30)油位設置線以下部分開有的一個或多個小孔 徑進油孔(29)。
2.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述全封閉臥 式噴油渦旋壓縮機內部油路由噴油管(31)、旋轉軸(13)內的油孔(19)及第一分支油孔 (20)和第二分支油孔(21)、旋轉軸(1 上形成的環(huán)狀導油通路(36)、主軸承(1 處的排 油孔(38)、上述油壓空間03)、動渦盤02)內的導油通路(37)、十字滑環(huán)05)兩側表面形 成的環(huán)狀導油通路(39)、儲油池(30)、進氣導管08)構成。
3.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述噴油管 (31)穿過殼體(2)通過密封軸承(35)安裝在旋轉軸(13)內并與油孔(19)連通，噴油管 (31)與殼體( 之間采用焊接或其他密封措施，防止殼體(6)內低壓空間內的氣體泄漏。
4.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述主軸承 (15)處開有連通環(huán)狀導油通路(36)和殼體(6)圍成的低壓空間的排油孔(38)。
5.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述動渦盤 (22)內一端連接油壓空間(43)，一端連接十字滑環(huán)05)的導油通路(37)。
6.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述十字滑環(huán) (25)兩側表面設置環(huán)狀導油通路(39)以及連通十字滑環(huán)0 兩側環(huán)狀導油通路(39)的 導油孔(40)。
7.根據(jù)權利要求書1所述的臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述纏繞在驅動機構 (3)外側，一端聯(lián)接進氣管(5)，一端聯(lián)接壓縮腔進氣口 (XT)的進氣導管08)。
8.根據(jù)權利要求書1所述的全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，其特征在于所述進氣導管(28)在所述儲油池(30)油位設置線以下部分開有一個或多個小孔徑進油孔。
全文摘要
一種全封閉臥式噴油渦旋壓縮機，在保證壓縮機密閉性和軸承受力面等潤滑的同時，通過壓差形成軸承受力面潤滑和壓縮腔噴油冷卻統(tǒng)一的油循環(huán)系統(tǒng)。在壓差作用下，潤滑油由噴油管進入旋轉軸中心油孔內，通過油孔、動渦盤內導油通路等機構供給潤滑部位，完成潤滑后潤滑油依靠重力回落到機殼底部油池。部分帶有多孔結構的進氣導管浸入機殼底部油池內，潤滑油由小孔進入進氣導管并被帶入壓縮腔，完成壓縮腔冷卻后以油氣混合物方式排出。經油氣分離和冷卻后，潤滑油通過噴油管噴入旋轉軸中心油孔內循環(huán)使用。本發(fā)明是在全封閉結構前提下實現(xiàn)壓縮腔噴油內冷卻的，所以特別適合壓縮密閉性要求嚴且因等熵指數(shù)高導致壓縮熱大的氣體(如天然氣、氦氣等)。
文檔編號F04C29/02GK102032177SQ201010604908
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2010年12月27日
發(fā)明者馮健美, 張波, 彭學院, 高翔 申請人:西安交通大學