一種礦用封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種壓縮機(jī)，特別提供一種煤礦行業(yè)井下制冷系統(tǒng)用安全、高效的封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)對(duì)煤炭需求量的日益增加，人們的開(kāi)采能力不斷提高，開(kāi)采深度也不斷增加，進(jìn)入深部開(kāi)采后，地?zé)嵩黾?，熱害?wèn)題更加嚴(yán)重制約煤礦安全生產(chǎn)。因此，解決礦井熱害問(wèn)題、研究礦井制冷降溫方法已成為我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)中的一個(gè)重要課題。目前，礦井制冷降溫系統(tǒng)技術(shù)日趨成熟，其系統(tǒng)主要包括制冷壓縮機(jī)組、冷凝器、蒸發(fā)器、回冷器等部分，其中制冷壓縮機(jī)用于制冷劑相態(tài)轉(zhuǎn)化，是制冷降溫環(huán)節(jié)中的重中之重，其工作效率直接影響系統(tǒng)整體制冷效率。國(guó)內(nèi)礦井制冷降溫系統(tǒng)用制冷壓縮機(jī)多為開(kāi)啟式活塞壓縮機(jī)、開(kāi)啟式螺桿壓縮機(jī)和半封閉式螺桿壓縮機(jī)，尚無(wú)真正采用封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)作為制冷劑轉(zhuǎn)化設(shè)備的先例。
[0003]開(kāi)啟式活塞壓縮機(jī)排氣量范圍廣，對(duì)材料要求低，加工容易，熱效率高，適應(yīng)性強(qiáng)。但是其采用曲柄連桿結(jié)構(gòu)，活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，存在著慣性力，因而機(jī)器轉(zhuǎn)速受到一定限制；散熱效率低，需配油冷卻器及多路溫度傳感器；電機(jī)與壓縮機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接，壓縮機(jī)輸出軸通過(guò)軸封密封，軸封磨損后易泄漏。存在較大余隙容積，容積效率不高?；钊捌祝钊N(xiāo)、連桿及曲柄軸，曲柄軸與軸承等等皆有摩擦，有吸、出閥片，易磨損。壓縮會(huì)導(dǎo)致閥片破損，活塞環(huán)磨損，嚴(yán)重的造成曲柄軸，連桿斷裂。排氣量大時(shí)活塞直徑大，機(jī)器體積和重量都較大，由于存在易損零件較多，維修工作量大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)較大等缺點(diǎn)，所以在大排氣量范圍內(nèi)逐漸被螺桿式壓縮機(jī)所取代。
[0004]螺桿式制冷壓縮機(jī)分為開(kāi)啟式、半封閉式和封閉式。開(kāi)啟式螺桿制冷壓縮機(jī)也需配油冷卻器及排氣溫度傳感器，其制冷主機(jī)部分壓縮機(jī)與電機(jī)采用聯(lián)軸器連接，電機(jī)與壓縮機(jī)各自獨(dú)立，殼體不相連，壓縮機(jī)輸出軸通過(guò)軸封密封，軸封磨損后易泄漏，存在的安全隱患較多，無(wú)法在更惡劣的礦井環(huán)境下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。相對(duì)于活塞式壓縮機(jī)，螺桿式壓縮機(jī)由陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮完成壓縮機(jī)做功，體積??；無(wú)余隙容積，容積效率相對(duì)較高；除軸承外，無(wú)摩擦部位，幾乎無(wú)磨損；無(wú)閥片裝置，振動(dòng)少。
[0005]半封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)，不需要油冷卻器，單機(jī)容量較大，效率較高，可在較寬的符合范圍內(nèi)工作。但是由于內(nèi)置電機(jī)是非防爆電機(jī)，整機(jī)必須做成正壓型防爆結(jié)構(gòu)，即將整個(gè)制冷壓縮機(jī)置于防爆箱內(nèi)。此時(shí)，由于防爆箱封閉性設(shè)計(jì)，導(dǎo)致箱內(nèi)流體流場(chǎng)封閉，電機(jī)散熱效率低，電機(jī)不適合采用自帶風(fēng)冷系統(tǒng)，所以必須消耗制冷系統(tǒng)冷量進(jìn)行冷卻，降低制冷效率。電機(jī)與壓縮機(jī)通過(guò)法蘭盤(pán)靜密封連接，電機(jī)與壓縮機(jī)采用一根主軸，位于同一個(gè)腔內(nèi)，密封性能較好。
[0006]礦井制冷降溫裝置中活塞式制冷壓縮機(jī)已逐漸被淘汰，目前井下移動(dòng)制冷降溫裝置中的制冷壓縮機(jī)多為開(kāi)啟式螺桿制冷壓縮機(jī)和半封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)，這兩種形式螺桿制冷壓縮機(jī)存在很多問(wèn)題。
[0007]其一，開(kāi)啟式螺桿制冷壓縮機(jī)需配置單獨(dú)的油冷卻器、油栗及排氣溫度傳感器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件，電機(jī)與壓縮機(jī)通過(guò)傳統(tǒng)聯(lián)軸器連接，殼體不相通，壓縮機(jī)輸出軸通過(guò)軸封密封封住制冷劑和油的泄漏通道，軸封磨損后易泄漏，需經(jīng)常添加冷媒和冷凍機(jī)油；設(shè)備壓縮由陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮完成壓縮機(jī)做功，效率較低；由于電機(jī)軸與壓縮機(jī)軸溫度不同造成不同膨脹量而引起軸不對(duì)中、破壞軸封的問(wèn)題；電機(jī)采用空氣冷卻，冷卻風(fēng)扇氣流噪音大，效率低，且容易污損，運(yùn)行不穩(wěn)定。
[0008]其二，半封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)較開(kāi)啟式螺桿制冷壓縮機(jī)有先進(jìn)之處，不需要油冷卻器等構(gòu)成的復(fù)雜油路系統(tǒng)；相對(duì)于開(kāi)啟式螺桿壓縮機(jī)耐壓程度低，半封閉式制冷壓縮機(jī)能承受一定壓力，設(shè)計(jì)壓力彡3.6Mpa ;冷凝壓力彡2.1MPa ;運(yùn)行極限較高，可以在較惡劣的條件下工作；泄漏性方面，電機(jī)與壓縮機(jī)通過(guò)法蘭盤(pán)靜密封連接，電機(jī)與壓縮機(jī)共用一根主軸，相當(dāng)在一個(gè)腔內(nèi)，無(wú)軸封，泄漏問(wèn)題已解決。但其仍有缺陷，電機(jī)與壓縮機(jī)共用同一根軸，必須保證整根軸的同軸度問(wèn)題，對(duì)軸的加工精度要求很高；由于其必須做成正壓型防爆結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致內(nèi)部流場(chǎng)封閉，內(nèi)置電機(jī)無(wú)法采用自帶風(fēng)冷系統(tǒng)，只能依靠制冷系統(tǒng)中的冷氣進(jìn)行降溫，消耗本身制冷量，降低整個(gè)系統(tǒng)制冷效率；根據(jù)GB3836.5-2004規(guī)定，正壓型防爆不可用于屬于O區(qū)爆炸性區(qū)域的采掘工作面，所以采掘工作面一般不采用此方式。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種礦用封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)，可以有效的解決上述問(wèn)題。
[0010]針對(duì)電機(jī)與壓縮機(jī)共用一根主軸，或者電機(jī)與壓縮機(jī)兩根主軸采用聯(lián)軸器連接而導(dǎo)致同軸度無(wú)法保證以及造成的傳遞有振動(dòng)的問(wèn)題，本實(shí)用新型采用磁力連接方式連接電機(jī)與壓縮機(jī)，開(kāi)創(chuàng)電機(jī)與壓縮機(jī)磁力連接的先例。采用磁力連接減震效果好，工作系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，使用壽命長(zhǎng)，具有過(guò)載保護(hù)功能，主動(dòng)軸與負(fù)載軸之間無(wú)剛性聯(lián)接，安裝同軸度允許存在一定的范圍誤差，且無(wú)振動(dòng)傳遞，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。
[0011]針對(duì)泄漏問(wèn)題，本實(shí)用新型殼體采用一體封閉式設(shè)計(jì)，法蘭端面采用O型密封圈密封，無(wú)軸封，無(wú)泄漏。
[0012]針對(duì)半封閉式制冷壓縮機(jī)正壓防爆結(jié)構(gòu)不可用于采掘工作面的問(wèn)題，將內(nèi)置電機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，使其更符合煤礦安全要求，可應(yīng)用于采掘工作面；同時(shí)改進(jìn)電機(jī)冷卻散熱系統(tǒng)，增加散熱系數(shù)，提高制冷系統(tǒng)運(yùn)行效率，保證電機(jī)更穩(wěn)定運(yùn)行。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種礦用封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)，包括:防氟耐壓防爆電機(jī)1、磁力耦合器2、螺桿式壓縮機(jī)3 ;所述防氟耐壓防爆電機(jī)I與螺桿式壓縮機(jī)3之間通過(guò)磁力耦合器2連接實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，所述防氟耐壓防爆電機(jī)I與螺桿式壓縮機(jī)3外殼采用端面靜密封結(jié)構(gòu)4連接，即一體式封閉結(jié)構(gòu)。采用防氟耐壓防爆電機(jī)1，避免正壓型防爆結(jié)構(gòu)，更符合礦用防爆安全要求，可應(yīng)用于采掘工作面。
[0014]優(yōu)選的，所述防氟耐壓防爆電機(jī)I包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)11和散熱系統(tǒng)12。
[0015]優(yōu)選的，所述磁力耦合器2包括銅轉(zhuǎn)子21、磁鋼轉(zhuǎn)子22、銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)23、磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)24，所述銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)23安裝固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的主軸Ila上，所述磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)24安裝固定在螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a上；
[0016]所述銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)23包括安裝固定在驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的主軸Ila上的銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I23a、套裝在螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a上的銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 23b、通過(guò)螺栓緊固連接銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 23a和銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 23b的連接體23c ；
[0017]所述磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)24包括磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 24a和磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 24b，所述磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 24a和磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 24b位于銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 23a、銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 23b和連接體23c三者形成的空腔內(nèi)，所述磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 24a和磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)
II24b套裝在螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a上并與螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a進(jìn)行軸向定位；
[0018]所述銅轉(zhuǎn)子21分別安裝在銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 23a和銅轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 23b內(nèi)側(cè)，所述磁鋼轉(zhuǎn)子22分別安裝在磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)I 24a和磁鋼轉(zhuǎn)子安裝盤(pán)II 24b上。
[0019]銅轉(zhuǎn)子21和磁鋼轉(zhuǎn)子22可以自由的獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。當(dāng)銅轉(zhuǎn)子21由驅(qū)動(dòng)電機(jī)11帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，銅轉(zhuǎn)子21與磁鋼轉(zhuǎn)子22產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，交變磁場(chǎng)通過(guò)氣隙在銅轉(zhuǎn)子21上產(chǎn)生渦流，同時(shí)渦流產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)與永磁場(chǎng)相互作用，從而帶動(dòng)磁鋼轉(zhuǎn)子22沿著與銅轉(zhuǎn)子21相同的方向旋轉(zhuǎn)，結(jié)果在輸出軸——螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，從而帶動(dòng)螺桿式壓縮機(jī)3的主軸30a做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0020]優(yōu)選的，所述散熱系統(tǒng)12包括風(fēng)扇12a和驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇12a的散熱電機(jī)12b。防氟耐壓防爆電機(jī)I自帶散熱系統(tǒng)12，即自帶散熱電機(jī)12b與風(fēng)扇12a，散熱電機(jī)12b帶動(dòng)風(fēng)扇12a對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)11進(jìn)行散熱降溫，由于不采用正壓防爆結(jié)構(gòu)，風(fēng)冷流場(chǎng)不封閉，散熱效果明顯提升，同時(shí)不消耗系統(tǒng)冷量，提高整機(jī)制冷效率。
[0021]優(yōu)選的，所述端面靜密封結(jié)構(gòu)4為法蘭密封結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)端法蘭41、壓縮機(jī)端法蘭42和設(shè)于壓縮機(jī)端法蘭42凹槽內(nèi)的O型密封圈43，所述電機(jī)端法蘭41與壓縮機(jī)端法蘭42通過(guò)螺栓螺母連接。采用端面靜密封結(jié)構(gòu)4，保證密封性，杜絕泄漏問(wèn)題。
[0022]本實(shí)用新型與現(xiàn)有聯(lián)軸器連接技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn):
[0023]1、無(wú)振動(dòng)，無(wú)泄漏。磁力耦合器采用磁浮傳動(dòng)連接兩軸，很好的解決了同軸度難以保證并造成振動(dòng)的問(wèn)題，同時(shí)磁浮傳動(dòng)不需要密封，也不需要潤(rùn)滑，所以解決了泄漏問(wèn)題。
[0024]2、磨損少，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。磁力耦合器連接裝置依靠磁力傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)限接觸式力矩傳遞，不存在傳遞接觸面磨損情況，消除了柔性聯(lián)軸器要求定期潤(rùn)滑，磨損點(diǎn)多，無(wú)過(guò)載保護(hù)，橡膠彈性聯(lián)軸器裝置中的橡膠不耐熱、易受化學(xué)和紫外線腐蝕等問(wèn)題。
[0025]3、具有過(guò)載保護(hù)功能，維護(hù)量績(jī)效，工作效率高。當(dāng)從動(dòng)件