[发明专利]一种全封闭卧式喷油涡旋压缩机

说明书

技术领域

本发明属于流体机械领域，涉及一种全封闭卧式喷油涡旋压缩机，尤其是一种油田伴生气回收装置用的全封闭卧式喷油涡旋压缩机。

背景技术

涡旋压缩机具有体积小、重量轻、结构简单、易损件少、运行可靠性高、余隙容积小、效率高等优点，已被广泛应用在制冷领域。鉴于上述优点和涡旋压缩技术较为成熟，采用涡旋式压缩机技术提高天然气、氦气等气体的压力实现高效压缩被高度关注。

普通涡旋制冷压缩机的制冷工质和润滑油之间有良好的互溶性，制冷工质进入涡旋压缩腔时自身携带的润滑油基本可以满足润滑和密封需要，此外制冷工质的等熵指数较低，在压缩时温升不是很显著；天然气、氦气等气体与润滑油的互溶性较差，等熵指数高，压缩时会产生大量的压缩热，温升显著，因此其相应的涡旋压缩机必须对压缩腔喷油实现润滑、密封和降低压缩腔温度的目的。

目前采用喷油技术的涡旋压缩机多为开启式，在轴封等处经常出现泄漏现象，但是压缩天然气等易燃易爆气体或者氦气等稀有气体时，不允许泄漏现象发生，因此必须采用全封闭式涡旋压缩机，大大增加了喷油技术难度。

为了实现涡旋压缩机压缩过程中的密封和润滑，多种涡旋压缩机喷油技术被开发出来，如CN 1401910A公开的涡旋压缩机的喷油方式是通过在动盘内部加工喷油通路，利用离心力将涡旋压缩机底部储油池内的油引入压缩腔；CN1251639A公开的涡旋压缩机的喷油方式是壳体内采用高背压，利用压差将机壳底部储油池内的油引入压缩腔；外部直接喷油涡旋压缩机的喷油方式是通过在涡盘上加工油孔，利用压差直接将油喷入压缩腔，并采用另外一套油循环系统润滑轴承等受力面。但是这些喷油技术很难满足与润滑油互溶性差且等熵指数高的气体的全封闭式涡旋压缩机。如CN 1401910A和CN1251639A公开的喷油涡旋压缩机有以下几个特点：第一针对的工质为制冷剂，与油有良好的互溶性，进入压缩腔时制冷剂本身能够携带一定量的润滑油；第二制冷剂等熵指数低，压缩过程产生的压缩热少，压缩腔温升不明显；第三制冷剂在制冷系统循环一周后，会携带润滑油回到上述专利所述的涡旋压缩机中；因此CN 1401910A和CN1251639A公开的喷油涡旋压缩机对压缩腔喷油是作为制冷剂携带润滑油的一个补充，喷油的主要目的是压缩机工作腔的润滑和密封，油循环量较小，此外润滑油随制冷剂在制冷系统中循环，不存在不断为上述专利所述的涡旋压缩机补充油的问题。

如上所述，天然气、氦气等高等熵指数气体与润滑油的互溶性较差，进入压缩腔时本身携带的润滑油很少，压缩时会产生大量的压缩热，压缩腔温升显著。因此压缩这类气体的涡旋压缩机的喷油量较常规的涡旋制冷压缩机的喷油量大很多，其喷油的目的也不仅仅是压缩机工作腔的密封和润滑，还有一个重要作用是将压缩时产生的大量热量带走，降低压缩腔的温度。此外本专利所述的涡旋喷油压缩机涉及的气体多为工业用气体，提高其压力后即存储起来，不能像涡旋制冷压缩机的工质那样形成一个封闭的循环系统，必须不断补充润滑油，因此CN 1401910A和CN1251639A公开的涡旋压缩机的喷油技术无法应用到本专利所述的涡旋压缩机中。

外部直接喷油涡旋压缩机的喷油技术可以根据需要改变喷油量满足本专利所述的涡旋压缩机的需要，但是还需要另外一套油循环系统将润滑油从机壳内油池的润滑油输送到轴承等受力面润滑，压缩机的整个油循环系统结构复杂，又因两套油循环系统相互独立，喷入压缩腔的润滑油会泄漏到机壳油池内，当压缩腔喷油量较大时，两套油循环系统匹配不当，会导致油池油面逐渐上升，引起压缩机效率或可靠性降低，此外压缩过程和电机产生的热量会使油池内的温度不断上升，降低润滑油的粘度，导致润滑油失效，引起压缩机效率降低甚至烧毁。

鉴于涡旋压缩机的现有喷油技术应用到压缩天然气、氦气等高等熵指数且与润滑油互溶性差的气体的涡旋压缩机存在上述诸多问题，本发明提出了一种具有新型供油结构的全封闭卧式喷油涡旋压缩机，将压缩腔喷油循环系统和润滑轴承等受力面的油循环系统合二为一，将机壳内油池的润滑油参与到润滑油的循环系统中，经过外部油冷却器冷却后回到压缩机，本发明提出的新型供油结构可以有效解决现有喷油技术所遇到的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有新型供油结构的全封闭卧式喷油涡旋压缩机，解决上述喷油涡旋压缩机不适合压缩密闭性要求严且等熵指数高的气体的问题，利用涡旋压缩机实现这些气体的高效压缩。