[发明专利]一种喷水单螺杆无油压缩机的压力和温度平衡法

说明书

技术领域

本发明涉及通用机械压缩机领域，具体涉及喷水单螺杆无油压缩机流体运动的压力和温度平衡法及轴承密封冷却系统，并延伸涉及到单螺杆工艺压缩机（如压缩多种化工气体、蒸汽等）及单螺杆膨胀机，以及喷水双螺杆无油压缩机。

背景技术

喷水单螺杆无油压缩机是一种节能环保产品，广泛应用于化工、制药、食品、纺织、电子、喷漆、航天技术、军工、科研等要求纯净压缩空气的行业；其可靠性、噪音、能耗等性能方面比活塞式及双螺杆式无油机有着明显的优势。

喷水单螺杆无油压缩机与喷油单螺杆压缩机的最大区别在于被压缩的水气流体需要具备长久可靠的密封系统，绝对不允许润滑冷却水渗漏到高速旋转的轴承。

现喷水单螺杆无油压缩机密封使用的是机械密封，如图2，件2B、3B，属易损件，使用寿命只能在1万小时之内，不能满足长期24小时连续使用的工况，如化工、纺织行业的连续供气。

机械密封动静环之间高速旋转的面摩擦产生的热量需系统提供大量的冷却水，降低了压缩机的效率。

现喷水单螺杆无油压缩机采用的轴承是靠少量固态油脂润滑的全密封滚动轴承，如图2，件1B、4B,其散热条件差，它不如喷油机用液态油直接润滑可带走轴承产生的热量，所以大功率的喷水无油机易产生高温，而且润滑脂易熔化、焦化及流失，而减少了轴承的使用寿命，并由于轴承损坏而造成的机器故障。

机械密封和轴承的更换、检测需将主机运输至专业工厂进行，则增加了机器的运行和维修成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，我们经过长期试验，提出一种喷水单螺杆无油压缩机流体运动的压力和温度平衡法，即利用流体运动压力平衡的原理，在压缩机工作时将高压端螺杆与机体配合间隙处泄漏的高压水气流体部分转移分流到吸气端的负压区，避免流体流向轴承，省去了承受高压的机械密封，从根本上消除了水气流体泄漏到轴承的根源。使阻流型的被动密封变为导流型的主动密封。

同时利用分流的水气流体通过二端轴承的外圈，达到冷却轴承的目的，使轴承的运行温度和系统流体的温度基本平衡相同。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：喷水单螺杆无油压缩机流体运动的压力和温度平衡法及轴承的密封冷却系统主要包括机体组件，螺杆前轴承座组件、螺杆后轴承座组件、螺杆传动机构。

所述的机体组件为安装基础件，中间机体圆柱孔与螺杆体精密配合，螺杆前轴承座组件安装在机体的左侧，螺杆后轴承座组件安装在机体的右侧。机体的右侧孔壁上开有一分流孔，机体的左侧孔壁上开有一回流孔；机体的上方设置了空气、润滑水的进口和排气口。机体的左端并与电机连接座连接，使电机的动力传至螺杆旋转。

所述的螺杆前轴承座组件包括前轴承座，前轴承支承套，前双唇包胶油封，孔用挡圈，圆柱滚子轴承、轴用挡圈、前轴承压盖、O型密封圈。

所述的轴承支承套用6个螺钉固定在前轴承座上；双唇包胶油封安装在前轴承座孔中，并用孔用挡圈轴向限位；轴承内外圈可分离，其内圈固定在螺杆轴上，用轴用挡圈限位；轴承外圈安装在轴承支承套孔中；前轴承压盖用螺钉固定在轴承支撑套上；为了保证轴承支承套和前轴承座接合面水气流体不泄漏，中间装有O型密封圈。

所述的螺杆后轴承座组件包括后轴承座、后双唇包胶油封、孔用挡圈、角接触轴承、轴承垫圈、轴承隔套、轴承压板、右轴承压盖、流量调节螺钉、O型密封圈。

所述的螺杆后轴承座组件用8只螺钉固定在机体的右端面，右双唇包胶油封安装在后轴承座孔中，并用孔用挡圈轴向限位。角接触轴承内圈安装在螺杆轴右端，通过轴承套用轴承压板及3只螺钉压紧在螺杆轴上。轴承外圈通过在右轴承压盖压紧在后轴承座上。

所述的后轴承座左边内腔通过2块隔板分成主分流区和付分流区，并分别开有分流孔；右边角接触轴承安装部位设置成夹层，设有一环形水槽，下部开有进水孔，上部开有出水口。

所述的后轴承座前隔板圆周阵列了4只螺孔及螺塞。

所述的螺杆传动机构通过二端轴承安装在前轴承座和后轴承座上；螺杆体通过平键固定在螺杆轴上，左端用螺杆轴台阶限位，右端用圆螺母旋紧，螺母径向并用紧定螺钉锁紧。