一種水潤滑雙螺桿空壓機的制作方法

本實用新型涉及一種水潤滑雙螺桿空壓機，屬于空氣壓縮技術領域。

背景技術：

因為潤滑油是化工制品，對人體有傷害、對紡織染料等工藝會產生影響，因此在一些紡織行業，特別是食品、醫療等行業中，對壓縮空氣含油量要求很高。空氣壓縮機在應用的過程中，有許多工藝系統早就被壓縮空氣中的潤滑油所困擾，在油氣分離技術不過關的情況下，這個弊病甚至在某種程度上延緩了技術進步的速度，致使很多工藝流程長期停滯不前，隨著科學技術的不斷進步、制造工藝過程的創新、產品質量水平的提高，要求壓縮氣體無油的工藝流程越來越普遍。這無疑使無油空氣壓縮機的市場前景更加廣闊。在某種意義上來講，這是空氣壓縮機的發展方向。在無油機型的研發浪潮中，水潤滑無油螺桿空氣壓縮機無疑將成為市場的主流。

油潤滑壓縮機存在以下問題：（1）噴油螺桿壓縮機采用排氣過濾，只能過濾大直徑油顆粒，空氣中還是會存在一些油分子。（2）干式無油螺桿壓縮機，因為沒有油潤滑和密封，空壓機能效低、噪音大，而且軸承還是采用油潤滑，不能做到完全密封。（3）單螺桿噴水潤滑螺桿機大多采用不銹鋼材料，能效低，且螺桿和齒輪采用滾動軸承，軸承用油脂或油潤滑，在排氣中會夾雜油分子，無法做到0油含量；如公開日為2012年10月10日，公開號為CN102042225B的中國專利中，公開的一種水潤滑單螺桿壓縮機。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理，布局科學，使用方便，能夠解決傳統噴油螺桿空壓機存在的問題的水潤滑雙螺桿空壓機。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：該水潤滑雙螺桿空壓機包括殼體、排氣機構、一號端蓋、二號端蓋、螺桿式陽轉子機構、軸封組件和螺桿式陰轉子機構，所述殼體內設置有空氣壓縮腔，所述殼體設置有進氣口，所述進氣口和空氣壓縮腔連通，所述排氣機構設置有排氣口，所述排氣口和空氣壓縮腔連通，所述一號端蓋、殼體、排氣機構和二號端蓋依次固定，其結構特點在于：所述殼體設置有噴水孔，該噴水孔和空氣壓縮腔連通；所述螺桿式陽轉子機構包括陽轉子、間隙調整模塊、一號滑動軸承套、一號軸瓦、一號緊固件、二號滑動軸承套、二號軸瓦、二號緊固件和二號嵌塊，所述一號滑動軸承套套裝固定在陽轉子的一頭并通過一號緊固件緊固，所述一號軸瓦套裝在一號滑動軸承套上且一號軸瓦和一號滑動軸承套間隙配合，所述一號軸瓦和殼體固定，該一號軸瓦設置有一號噴水孔，所述一號噴水孔與一號軸瓦和一號滑動軸承套之間的間隙連通，所述陽轉子通過軸封組件和一號端蓋連接，所述二號滑動軸承套套裝固定在陽轉子的另一頭并通過二號緊固件緊固，所述二號軸瓦套裝在二號滑動軸承套上且二號軸瓦和二號滑動軸承套間隙配合，所述二號軸瓦和排氣機構固定，該二號軸瓦設置有二號噴水孔，所述二號噴水孔與二號軸瓦和二號滑動軸承套之間的間隙連通，所述二號嵌塊固定在陽轉子的另一頭，所述間隙調整模塊包括靜盤和動盤，所述動盤設置有儲水槽，所述靜盤和殼體固定，所述動盤和陽轉子固定，所述動盤中設置有儲水槽的一面和靜盤接觸；所述螺桿式陰轉子機構包括陰轉子、三號滑動軸承套、三號軸瓦、三號緊固件、三號嵌塊、四號滑動軸承套、四號軸瓦、四號緊固件和四號嵌塊，所述三號滑動軸承套套裝固定在陰轉子的一頭并通過三號緊固件緊固，所述三號軸瓦套裝在三號滑動軸承套上且三號軸瓦和三號滑動軸承套間隙配合，所述三號軸瓦和殼體固定，該三號軸瓦設置有三號噴水孔，所述三號噴水孔與三號軸瓦和三號滑動軸承套之間的間隙連通，所述三號嵌塊固定在陰轉子的一頭，所述四號滑動軸承套套裝固定在陰轉子的另一頭并通過四號緊固件緊固，所述四號軸瓦套裝在四號滑動軸承套上且四號軸瓦和四號滑動軸承套間隙配合，所述四號軸瓦和排氣機構固定，該四號軸瓦設置有四號噴水孔，所述四號噴水孔與四號軸瓦和四號滑動軸承套之間的間隙連通，所述四號嵌塊固定在陰轉子的另一頭；所述陽轉子和陰轉子嚙合，該陽轉子和陰轉子相嚙合的部分均位于殼體的空氣壓縮腔中。水潤滑雙螺桿空壓機采用全水潤滑，實現完全無油壓縮，輸出的壓縮空氣中含油量為0；空壓機關鍵零部件可以采用多種特種材料組合加工而成，能夠有效減少空壓機運動部件質量，降低機械損失，同時避免水對各零部件的腐蝕；空壓機螺桿轉子可以由耐腐蝕鋼材料和特種工程塑料組合加工而成，轉子質量輕、耐腐蝕、加工簡單；螺桿轉子的徑向載荷由水潤滑滑動軸承支撐；螺桿轉子的軸向載荷由間隙調整模塊支撐，通過控制間隙模塊軸向長度控制螺桿轉子間隙，提高螺桿空壓機的性能。

作為優選，本實用新型所述一號端蓋的中間或底部開有一號集水孔，所述一號集水孔通過外接管路和殼體的進氣口連接，或者所述一號集水孔通過內部流道和殼體的進氣口連接。

作為優選，本實用新型所述二號端蓋的中間或底部開有二號集水孔，所述二號集水孔通過外接管路和殼體的進氣口連接，或者所述二號集水孔通過內部流道和殼體的進氣口連接。

作為優選，本實用新型所述一號滑動軸承套和陽轉子過渡配合，所述二號滑動軸承套和陽轉子過渡配合，所述三號滑動軸承套和陰轉子過渡配合，所述四號滑動軸承套和陰轉子過渡配合。

作為優選，本實用新型所述陽轉子和陰轉子的端面與排氣機構的端面之間存在間隙，該間隙的距離為0.02-0.1mm。

作為優選，本實用新型所述一號軸瓦和殼體的軸承座孔過盈配合，所述二號軸瓦和排氣機構過盈配合，所述三號軸瓦和殼體的軸承座孔過盈配合，所述四號軸瓦和排氣機構過盈配合。

作為優選，本實用新型所述一號緊固件、二號緊固件、三號緊固件和四號緊固件均為圓螺母。

作為優選，本實用新型所述陽轉子和陰轉子均由芯軸部分和螺桿型線部分組成，所述螺桿型線部分套裝固定在芯軸部分上。

作為優選，本實用新型所述芯軸部分采用不銹鋼、耐腐蝕合金鋼、或者陶瓷復合材料，所述螺桿型線部分采用特種工程塑料、或者鋁合金輕質材料。

作為優選，本實用新型螺桿轉子的兩端分別經過四個過孔穿過殼體和排氣機構，與滑動軸承配合，過孔與軸配合面鑲嵌巴氏合金或銅材料，厚度2-5mm，以增加配合面的耐磨性和減小螺桿轉子軸的腐蝕量。

作為優選，本實用新型所述軸封組件采用機械密封，避免螺桿轉子軸徑向竄動導致密封不良；或者，所述軸封組件采用機械密封加滾動軸承和油封的組合體，能承受更高的軸端載荷。

作為優選，本實用新型螺桿轉子由組合材料加工而成，其芯軸部分采用不銹鋼、耐腐蝕的合金鋼、陶瓷復合材料等，其螺桿型線部分采用特種工程塑料、鋁合金等輕質材料。

作為優選，本實用新型螺桿轉子徑向載荷由滑動軸承支撐，軸承軸瓦部分采用石墨碳、工程塑料、陶瓷等材料，軸承套采用組合材料加工而成，其中與軸瓦磨合面用不銹鋼或普通合金鋼表面鍍鉻防腐蝕，與轉子軸結合面采用銅、鋁或巴氏合金等耐磨、耐腐蝕材料。

作為優選，本實用新型間隙調整模塊由兩部分組成，與殼體聯接在一起的靜盤采用巴氏合金或銅等耐磨材料，與轉子聯接在一起的動盤采用特種工程塑料加工，動盤隨轉子旋轉運動，端面開儲水槽在動靜盤之間形成水膜，增加動盤的耐磨性。

作為優選，本實用新型所述殼體、排氣機構以及端蓋采用鋁、合金鋁、不銹鋼等耐腐蝕材料加工而成。

一種使用所述的水潤滑雙螺桿空壓機的空氣壓縮方法，其特點在于：所述空氣壓縮方法的步驟如下：陽轉子接收外驅動扭矩旋轉，輸出壓縮空氣；所述殼體上開有進氣口，所述排氣機構上開有排氣口，空氣從殼體的進氣口吸入，經過陽轉子和陰轉子嚙合壓縮形成高壓空氣，通過排氣機構的排氣口排出；所述殼體和軸瓦均設置有噴水孔，高壓水參與滑動軸承套的潤滑以及陽轉子和陰轉子的嚙合運動，起到潤滑、密封、散熱降溫的作用；所述陽轉子和陰轉子的芯軸部分采用不銹鋼材料加工、型線部分采用特種工程塑料加工，陽轉子和陰轉子具有剛性好、質量輕、加工性能好的優點，能有效提高空壓機壓縮性能和降低生產成本；所述軸承套采用不銹鋼和巴氏合金材料的組合材料加工而成，安裝在陽轉子和陰轉子的兩頭，與陽轉子和陰轉子過渡配合，通過圓螺母壓緊，隨陽轉子和陰轉子旋轉運動；軸瓦采用石墨碳或特種工程塑料制成，采用過盈配合與排氣機構或殼體軸承座孔連接在一起，軸瓦上開有噴水孔，高壓水從軸瓦的噴水孔噴入軸瓦與軸承套之間的間隙，形成水膜支撐陽轉子和陰轉子徑向載荷；所述間隙調整模塊由靜盤和動盤組成，靜盤采用巴氏合金或銅材料，鑲嵌在殼體的進氣端面，動盤采用特種工程塑料或耐磨塑料材料，粘接在陽轉子的端面，動盤隨陽轉子旋轉，與靜盤磨合，動盤的端面開有儲水槽，在靜盤和動盤的磨合面通過儲水槽吸入水形成水膜，提高靜盤和動盤的磨合性；所述端蓋在中間或底部開有集水孔，用于收集對軸承套進行潤滑后所排出的水，所排出的水經過外接管路回流至殼體的進氣口，避免水溢出；空壓機采用全水潤滑，實現完全無油壓縮，輸出的壓縮空氣中含油量為0；空壓機關鍵零部件采用多種特種材料組合加工而成，能夠有效減少空壓機運動部件質量，降低機械損失，同時避免水對各零部件的腐蝕；空壓機螺桿轉子由耐腐蝕鋼材料和特種工程塑料組合加工而成，轉子質量輕、耐腐蝕、加工簡單；螺桿轉子的徑向載荷由水潤滑滑動軸承支撐；陽轉子的軸向載荷由間隙調整模塊支撐，通過控制間隙調整模塊的軸向長度控制陽轉子的間隙，提高螺桿空壓機的性能。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：采用完全水潤滑的螺桿空氣壓縮機，排氣中油分子含量為零，噴水溫度低，壓縮效率更高；轉子可以采用新型工程塑料制造，耐磨性好、對人體沒有傷害，材料密度低，減輕轉子質量，大大提高空壓機能效；軸承可以全部采用塑料（或石墨、巴氏合金等）軸瓦滑動軸承，通過噴水潤滑，承受轉子運行徑向載荷；軸端用兩種相互耐磨材料制成的墊片組成間隙調整模塊以承受軸向載荷，同時通過控制間隙調整模塊的厚度調整轉子排氣端間隙，不再用滾動軸承游隙調節間隙，因此設備安裝和制造工藝更簡單。

排氣端與進氣端螺桿外側套有軸承套，軸承套與螺桿接觸面之間具有嵌塊，軸承套外面套有軸瓦，當壓縮機運行時，螺桿和嵌塊、軸承套一起轉動，軸瓦與殼體和排氣機構固定不動。水在在螺桿的進氣端，螺桿與殼體之間由間隙調整模塊連接，如果在雙螺桿壓縮機中，間隙調整模塊存在于陽轉子排氣端。壓縮機運行時，只需要水潤滑，因此排氣中不含有油分子。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中水潤滑雙螺桿空壓機的分體結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例中水潤滑雙螺桿空壓機的剖視結構示意圖。

圖中：1-殼體；2-排氣機構；3-一號端蓋；4-二號端蓋；5-螺桿式陽轉子機構；6-軸封組件；7-螺桿式陰轉子機構；51-陽轉子；52-間隙調整模塊；521-靜盤；522-動盤；53-一號滑動軸承套；54-一號軸瓦；55-一號緊固件；56-二號滑動軸承套；57-二號軸瓦；58-二號緊固件；59-二號嵌塊；71-陰轉子；72-三號滑動軸承套；73-三號軸瓦；74-三號緊固件；75-三號嵌塊；76-四號滑動軸承套；77-四號軸瓦；78-四號緊固件；79-四號嵌塊。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

實施例。

參見圖1至圖2，本實施例中的水潤滑雙螺桿空壓機包括殼體1、排氣機構2、一號端蓋3、二號端蓋4、螺桿式陽轉子機構5、軸封組件6和螺桿式陰轉子機構7，殼體1內設置有空氣壓縮腔，殼體1設置有進氣口，進氣口和空氣壓縮腔連通，排氣機構2設置有排氣口，排氣口和空氣壓縮腔連通，一號端蓋3、殼體1、排氣機構2和二號端蓋4依次固定，殼體1設置有噴水孔，該噴水孔和空氣壓縮腔連通。

本實施例中的螺桿式陽轉子機構5包括陽轉子51、間隙調整模塊52、一號滑動軸承套53、一號軸瓦54、一號緊固件55、二號滑動軸承套56、二號軸瓦57、二號緊固件58和二號嵌塊59，一號滑動軸承套53套裝固定在陽轉子51的一頭并通過一號緊固件55緊固，一號軸瓦54套裝在一號滑動軸承套53上且一號軸瓦54和一號滑動軸承套53間隙配合，一號軸瓦54和殼體1固定，該一號軸瓦54設置有一號噴水孔，一號噴水孔與一號軸瓦54和一號滑動軸承套53之間的間隙連通，陽轉子51通過軸封組件6和一號端蓋3連接，二號滑動軸承套56套裝固定在陽轉子51的另一頭并通過二號緊固件58緊固，二號軸瓦57套裝在二號滑動軸承套56上且二號軸瓦57和二號滑動軸承套56間隙配合，二號軸瓦57和排氣機構2固定，該二號軸瓦57設置有二號噴水孔，二號噴水孔與二號軸瓦57和二號滑動軸承套56之間的間隙連通，二號嵌塊59固定在陽轉子51的另一頭，間隙調整模塊52包括靜盤521和動盤522，動盤522設置有儲水槽，靜盤521和殼體1固定，動盤522和陽轉子51固定，動盤522中設置有儲水槽的一面和靜盤521接觸。

本實施例中的螺桿式陰轉子機構7包括陰轉子71、三號滑動軸承套72、三號軸瓦73、三號緊固件74、三號嵌塊75、四號滑動軸承套76、四號軸瓦77、四號緊固件78和四號嵌塊79，三號滑動軸承套72套裝固定在陰轉子71的一頭并通過三號緊固件74緊固，三號軸瓦73套裝在三號滑動軸承套72上且三號軸瓦73和三號滑動軸承套72間隙配合，三號軸瓦73和殼體1固定，該三號軸瓦73設置有三號噴水孔，三號噴水孔與三號軸瓦73和三號滑動軸承套72之間的間隙連通，三號嵌塊75固定在陰轉子71的一頭，四號滑動軸承套76套裝固定在陰轉子71的另一頭并通過四號緊固件78緊固，四號軸瓦77套裝在四號滑動軸承套76上且四號軸瓦77和四號滑動軸承套76間隙配合，四號軸瓦77和排氣機構2固定，該四號軸瓦77設置有四號噴水孔，四號噴水孔與四號軸瓦77和四號滑動軸承套76之間的間隙連通，四號嵌塊79固定在陰轉子71的另一頭；陽轉子51和陰轉子71嚙合，該陽轉子51和陰轉子71相嚙合的部分均位于殼體1的空氣壓縮腔中。

本實施例中的一號端蓋3的中間或底部開有一號集水孔，一號集水孔通過外接管路和殼體1的進氣口連接。二號端蓋4的中間或底部開有二號集水孔，二號集水孔通過外接管路和殼體1的進氣口連接。

本實施例中的一號滑動軸承套53和陽轉子51過渡配合，二號滑動軸承套56和陽轉子51過渡配合，三號滑動軸承套72和陰轉子71過渡配合，四號滑動軸承套76和陰轉子71過渡配合。陽轉子51和陰轉子71的端面與排氣機構2的端面之間存在間隙，該間隙的距離為0.02-0.1mm。

本實施例中的一號軸瓦54和殼體1的軸承座孔過盈配合，二號軸瓦57和排氣機構2過盈配合，三號軸瓦73和殼體1的軸承座孔過盈配合，四號軸瓦77和排氣機構2過盈配合。一號緊固件55、二號緊固件58、三號緊固件74和四號緊固件78均為圓螺母。

本實施例中的陽轉子51和陰轉子71由組合材料加工而成，其芯軸部分采用不銹鋼、耐腐蝕的合金鋼、陶瓷復合材料等，其螺桿型線部分采用特種工程塑料、鋁合金等輕質材料。

本實施例中的螺桿轉子的兩端分別經過四個過孔穿過殼體1和排氣機構2，與滑動軸承配合，過孔與軸配合面鑲嵌巴氏合金或銅材料，厚度2-5mm，以增加配合面的耐磨性和減小螺桿轉子軸的腐蝕量。軸封組件6采用機械密封，避免螺桿轉子軸徑向竄動導致密封不良；或者，軸封組件6采用機械密封加滾動軸承和油封的組合體，能承受更高的軸端載荷。

本實施例中的空氣壓縮方法的步驟如下：陽轉子51接收外驅動扭矩旋轉，輸出壓縮空氣；殼體1上開有進氣口，排氣機構2上開有排氣口，空氣從殼體1的進氣口吸入，經過陽轉子51和陰轉子71嚙合壓縮形成高壓空氣，通過排氣機構2的排氣口排出；殼體1和軸瓦均設置有噴水孔，高壓水參與滑動軸承套的潤滑以及陽轉子51和陰轉子71的嚙合運動，起到潤滑、密封、散熱降溫的作用；陽轉子51和陰轉子71的芯軸部分采用不銹鋼材料加工、型線部分采用特種工程塑料加工，陽轉子51和陰轉子71具有剛性好、質量輕、加工性能好的優點，能有效提高空壓機壓縮性能和降低生產成本；軸承套采用不銹鋼和巴氏合金材料的組合材料加工而成，安裝在陽轉子51和陰轉子71的兩頭，與陽轉子51和陰轉子71過渡配合，通過圓螺母壓緊，隨陽轉子51和陰轉子71旋轉運動；軸瓦采用石墨碳或特種工程塑料制成，采用過盈配合與排氣機構2或殼體1軸承座孔連接在一起，軸瓦上開有噴水孔，高壓水從軸瓦的噴水孔噴入軸瓦與軸承套之間的間隙，形成水膜支撐陽轉子51和陰轉子71徑向載荷；間隙調整模塊52由靜盤521和動盤522組成，靜盤521采用巴氏合金或銅材料，鑲嵌在殼體1的進氣端面，動盤522采用特種工程塑料或耐磨塑料材料，粘接在陽轉子51的端面，動盤522隨陽轉子51旋轉，與靜盤521磨合，動盤522的端面開有儲水槽，在靜盤521和動盤522的磨合面通過儲水槽吸入水形成水膜，提高靜盤521和動盤522的磨合性；端蓋在中間或底部開有集水孔，用于收集對軸承套進行潤滑后所排出的水，所排出的水經過外接管路回流至殼體1的進氣口，避免水溢出；空壓機采用全水潤滑，實現完全無油壓縮，輸出的壓縮空氣中含油量為0；空壓機關鍵零部件采用多種特種材料組合加工而成，能夠有效減少空壓機運動部件質量，降低機械損失，同時避免水對各零部件的腐蝕；空壓機螺桿轉子由耐腐蝕鋼材料和特種工程塑料組合加工而成，轉子質量輕、耐腐蝕、加工簡單；螺桿轉子的徑向載荷由水潤滑滑動軸承支撐；陽轉子51的軸向載荷由間隙調整模塊52支撐，通過控制間隙調整模塊52的軸向長度控制陽轉子51的間隙，提高螺桿空壓機的性能。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例說明。凡依據本實用新型專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效變化或者簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。