專利名稱：噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力機(jī)械，尤其涉及一種噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
氫氣是一種非常重要的工業(yè)氣體，在合成氨、石油煉制、甲醇等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。氫氣是自然界最輕的物質(zhì)，壓縮時(shí)容易產(chǎn)生滑移。氫氣的絕熱指數(shù)高達(dá)1.67，其爆炸極限為4-74％。因此在使用這種氣體時(shí)，如何安全有效地將其壓縮到所需的壓力范圍，一直是工業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)壓縮氫氣廣泛應(yīng)用的是往復(fù)式活塞壓縮機(jī)，這種壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低廉、壓縮過(guò)程封閉、壓縮比比較大，其缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大、吸氣不連續(xù)、振動(dòng)大、易損件多、易損件壽命短、不能含有雜質(zhì)、不能帶液運(yùn)行等，導(dǎo)致往復(fù)式活塞壓縮機(jī)不可能保持長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種可以安全、長(zhǎng)周期、低成本連續(xù)運(yùn)行的噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，包括氣缸體、吸氣端座、排氣端座、陽(yáng)螺桿、陰螺桿、同步齒輪副、密封組件和噴水機(jī)構(gòu)，所述的吸氣端座和排氣端座安裝在氣缸體的兩端；所述的陽(yáng)螺桿和陰螺桿設(shè)置在氣缸體內(nèi)腔，其兩端軸分別安裝在吸氣端座和排氣端座上；所述的同步齒輪副安裝在吸氣端側(cè)的陽(yáng)螺桿和陰螺桿的尾端；所述的密封組件為四組，其分別安裝在陽(yáng)螺桿和陰螺桿的兩軸端；所述的噴水機(jī)構(gòu)安裝在氣缸體上。
所述的四組密封組件各包括迷宮密封結(jié)構(gòu)、帶緩沖氣密封結(jié)構(gòu)和浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)，其分別由內(nèi)至外順序設(shè)置在陽(yáng)螺桿和陰螺桿的兩軸端臨近氣缸體內(nèi)腔處。
所述的同步齒輪副為厚、薄齒結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整厚齒和薄齒的相對(duì)位置，可以調(diào)整陰陽(yáng)螺桿之間的嚙合間隙。
所述的噴水機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在氣缸體壁上的多個(gè)噴液盒和連通噴液盒與氣缸內(nèi)腔的多個(gè)噴嘴。
本發(fā)明噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)由于采用了以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、由于采用了雙螺桿壓縮機(jī)這種容積式壓縮機(jī)作為氫氣的壓縮機(jī)，可以克服現(xiàn)有的往復(fù)式氫氣壓縮機(jī)不能長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的不足，提供一種可以長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的氫氣壓縮機(jī)。
2、由于采用了噴水冷卻機(jī)構(gòu)，噴入壓縮腔內(nèi)的冷卻水一方面可以降低氫氣被壓縮所升高的溫度，將出口氣體溫度控制在70℃左右；另一方面水的噴入可在螺桿間隙內(nèi)以及螺桿的排氣端面形成液膜面，起到密封作用，提高了壓縮機(jī)的氣密性和內(nèi)壓縮容積效率，使單級(jí)壓縮比可以達(dá)到10-18，同時(shí)提高了壓縮機(jī)的安全性。
3、由于采用了噴水冷卻機(jī)構(gòu)，使得壓縮過(guò)程中的冷卻介質(zhì)不再局限于價(jià)格昂貴的合成潤(rùn)滑油，而只需要非常廉價(jià)易得的水即可。
4、由于采用了雙端面集裝式機(jī)械密封、緩沖氣密封和迷宮密封三密封組合的密封結(jié)構(gòu)，大大提高了密封系統(tǒng)的密封性能和可靠性。
5、由于采用了厚、薄齒結(jié)構(gòu)的同步齒輪副，通過(guò)調(diào)整厚齒和薄齒的相對(duì)位置，可以調(diào)整陰陽(yáng)螺桿之間的嚙合間隙，保證陰陽(yáng)螺桿之間總保持一定的嚙合間隙而不互相接觸，從而使螺桿嚙合時(shí)不需要潤(rùn)滑。


通過(guò)以下實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體組件特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中，附圖為圖1是本發(fā)明噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本發(fā)明噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)包括氣缸體1、吸氣端座2、排氣端座3、陽(yáng)螺桿4、陰螺桿5、同步齒輪副6、密封組件7和噴水機(jī)構(gòu)8。吸氣端座2和排氣端座3分別安裝在氣缸體1的兩端。陽(yáng)螺桿4和陰螺桿5的兩端分別安裝在吸氣端座2和排氣端座3上，其轉(zhuǎn)子部分置于氣缸體1的內(nèi)腔，陽(yáng)螺桿4靠排氣端座3的一端與動(dòng)力機(jī)械相連輸入動(dòng)力。同步齒輪副6分別安裝在吸氣端的陽(yáng)螺桿4和陰螺桿5的頂端，同步齒輪副6為厚、薄齒結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整厚齒和薄齒的相對(duì)位置，可以調(diào)整陰陽(yáng)螺桿之間的嚙合間隙，保證陰陽(yáng)螺桿之間互不接觸。密封組件7共四組，各包括迷宮密封結(jié)構(gòu)71、緩沖氣密封結(jié)構(gòu)72和浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)73，分別由氣缸內(nèi)腔端面往外順序安裝在陽(yáng)螺桿4和陰螺桿5的兩軸端，噴水機(jī)構(gòu)8安裝在氣缸體1上，包括設(shè)置在氣缸體壁上的多個(gè)噴液盒81和連通噴液盒與氣缸內(nèi)腔的多個(gè)噴嘴(未圖示)。在兩軸端還分別設(shè)有支撐軸承9和止推軸承10。
本發(fā)明噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)在工作時(shí)，氫氣從吸氣端被強(qiáng)制吸入到張開(kāi)的螺桿內(nèi)，隨著陽(yáng)螺桿和陰螺桿的同步嚙合旋轉(zhuǎn)，氫氣在螺桿和氣缸體形成的密閉腔內(nèi)被均勻地推向排氣端，在氫氣的前進(jìn)途中，密閉腔逐漸縮小，氫氣被逐漸壓縮，溫度升高，密度增加。在此同時(shí)，噴水機(jī)構(gòu)不斷地噴入冷卻水，冷卻水霧化后和氫氣混合在一起，吸收氫氣在壓縮過(guò)程中所產(chǎn)生的熱量并將出口氣體的溫度控制在70℃左右。噴入的水霧同時(shí)在螺桿轉(zhuǎn)子間隙內(nèi)以及螺桿轉(zhuǎn)子的排氣端面上形成液膜面，起到密封作用，提高了壓縮機(jī)的氣密性和內(nèi)壓縮容積效率。
設(shè)置在陽(yáng)螺桿和陰螺桿吸氣端的同步齒輪由于采用了厚、薄齒結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整厚齒和薄齒的相對(duì)位置，可以調(diào)整陽(yáng)螺桿和陰螺桿之間的嚙合間隙，保證陽(yáng)螺桿和陰螺桿之間即便在反轉(zhuǎn)時(shí)也不接觸，從而使陽(yáng)螺桿和陰螺桿的轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中不需要潤(rùn)滑，只需要冷卻即可，同時(shí)也減少了螺桿轉(zhuǎn)子的磨損，提高了螺桿轉(zhuǎn)子的壽命。
設(shè)置在陽(yáng)螺桿和陰螺桿兩端的三密封組合，有效地阻斷了氫氣向機(jī)體外和潤(rùn)滑油側(cè)的泄露，氣密性和安全性更高，同時(shí)，這種密封組合可使氫氣、水與潤(rùn)滑油絕對(duì)分開(kāi)，不會(huì)發(fā)生相互之間的滲透。
本發(fā)明噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)在其潤(rùn)滑油系統(tǒng)中，還采用了密閉的潤(rùn)滑油箱，在潤(rùn)滑油箱上設(shè)有高位放空管通向室外高空和大氣相通，這樣，萬(wàn)一壓縮機(jī)的密封失效，造成氫氣泄露到潤(rùn)滑油系統(tǒng)，泄露到潤(rùn)滑油系統(tǒng)的氫氣也不會(huì)滯留在壓縮機(jī)房?jī)?nèi)造成危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，其特征在于包括氣缸體、吸氣端座、排氣端座、陽(yáng)螺桿、陰螺桿、同步齒輪副、密封組件和噴水機(jī)構(gòu)，所述的吸氣端座和排氣端座安裝在氣缸體的兩端；所述的陽(yáng)螺桿和陰螺桿設(shè)置在氣缸體內(nèi)腔，其兩端軸分別安裝在吸氣端座和排氣端座上；所述的同步齒輪副安裝在吸氣端側(cè)的陽(yáng)螺桿和陰螺桿的尾端；所述的密封組件為四組，其分別安裝在陽(yáng)螺桿和陰螺桿的兩軸端；所述的噴水機(jī)構(gòu)安裝在氣缸體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，其特征在于所述的四組密封組件各包括迷宮密封結(jié)構(gòu)、帶緩沖氣密封結(jié)構(gòu)和浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)，其分別由內(nèi)至外順序設(shè)置在陽(yáng)螺桿和陰螺桿的兩軸端臨近氣缸體內(nèi)腔處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，其特征在于所述的同步齒輪副為厚、薄齒結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整厚齒和薄齒的相對(duì)位置，可以調(diào)整陰陽(yáng)螺桿之間的嚙合間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，其特征在于所述的噴水機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在氣缸體壁上的多個(gè)噴液盒和連通噴液盒與氣缸內(nèi)腔的多個(gè)噴嘴。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種噴水冷卻氫氣螺桿壓縮機(jī)，它包括氣缸體、吸氣端座、排氣端座、陽(yáng)螺桿、陰螺桿、同步齒輪、密封組件和噴水機(jī)構(gòu)。密封組件包括迷宮密封結(jié)構(gòu)、帶緩沖氣密封結(jié)構(gòu)和浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)，由內(nèi)至外順序安裝在陽(yáng)螺桿和陰螺桿的兩軸端。噴水機(jī)構(gòu)安裝在氣缸體上。本發(fā)明由于采用了噴水冷卻機(jī)構(gòu)，可以降低氫氣被壓縮所升高的溫度，將出口氣體溫度控制在70℃左右；水的噴入還可在螺桿間隙內(nèi)以及螺桿的排氣端面形成液膜面，起到密封作用，提高了壓縮機(jī)的氣密性和內(nèi)壓縮容積效率，同時(shí)提高了壓縮機(jī)的安全性。可廣泛用作石油化工企業(yè)的氫氣壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F04C18/16GK1601091SQ0315116
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2003年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月24日
發(fā)明者黃霞平, 于培堅(jiān), 賈安全, 陸征, 肖學(xué)明, 王玉貴, 肖文偉 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所