多級螺旋壓縮機單元的製作方法

2023-06-15 06:54:41

專利名稱：多級螺旋壓縮機單元的製作方法
多級螺旋壓縮機單元本發明涉及 一 種多級螺旋壓縮機單元(mehrstufiges Schraubenkompressoraggregat)。尤其涉及用於產生高壓(典型的為40bar 或者更高)的乾式運行的螺旋壓縮機單元。其優先的應用領域是為塑料 瓶的吹氣成型產生壓縮氣體。根據US-A-3,407,996(對應於DE-A-1628201)已知兩級螺旋壓縮機 單元，其具有帶有垂直安裝壁的傳動箱，在其上相互平行地自由懸伸 地(auskragend)固定了兩個相鄰的壓縮機級。每個壓縮才幾級都包括帶有 兩個相互接合的螺旋轉子的螺旋壓縮機。帶有主動齒輪的傳動裝置位 於傳動箱中，其中主動齒輪與兩個用於旋轉兩個螺旋壓縮機的轉子的 從動齒輪相接合。在該文件中也指出，其所描述的發明也可以應用在 超過兩級的多級壓縮機單元中。然而，通過何種方式i殳置更多的壓縮 機級卻沒有給出說明，並且在詳細描述的設計中，已經不存在用於更 多壓縮機級的位置。類似的兩級螺旋壓縮機單元也可以從DE29922878.9U1中獲知。本發明的目的在於設計一種三級螺杆壓縮單元，其可以提供壓縮 的氣態流體，特別是高壓壓縮空氣，典型的大約是40bar或更高，該 單元的特點在於其結構設計節省空間、簡易和堅固耐用。在本發明的 其它實施例中，根據本發明的三級螺旋壓縮機單元，可以通過簡單的 方式實現動力傳遞和三個壓縮機級的轉速比的改變。為了實現該目的，設有具有根據本發明權利要求1所迷特徵的三 級螺旋壓縮機。從屬權利要求涉及本發明的其它有利特徵。通過根據本發明的螺旋壓縮機單元，可以在僅4吏用三個壓縮級的情況下將氣態流體，特別是空氣壓縮到非常高的壓縮比(比如40:1)。從而可以提供在工業製造過程(例如塑料瓶吹氣成型)中需要的高壓壓 縮空氣。在根據本發明的螺旋壓縮機單元中，優選地將第一和第二級螺旋 壓縮機設置在通過主動齒輪的旋轉軸線的水平面的上方，將第三級螺旋壓縮機設置在第 一和第二級以及通過主動齒輪的;5炎轉軸線的水平 面的下方，並且其從動齒輪與主動齒輪在主動齒輪的最低點附近相接 合。由此尤其有利地利用現有位置關係，從而形成了節省空間並且結 構緊湊的壓縮機單元。通過使用不同的可替換的軸承和法蘭部件，可 以在水平方向上調整驅動軸的位置，並且可以在垂直方向上調整第三 級壓縮機的位置，以使傳動裝置的設置適應不同的齒輪直徑並從而適 應壓縮機等級的不同轉速比。參考附圖詳細說明本發明的實施例。其中

圖1是根據本發明的實施例的三級壓縮機單元的透視圖；圖2是螺旋壓縮機的局部截面透視圖，其中該螺旋壓縮機構成根據圖1的壓縮單元的三級；圖3是根據圖1壓縮機單元的傳動箱和傳動裝置的局部截面透梘圖，其中移除了壓縮機級；圖4是對構成壓縮機單元的傳動裝置的齒輪的簡化描迷；圖5是傳動箱的安裝壁的視圖，為了使傳動裝置可見， 一部分被移除。圖1是帶有三個螺旋壓縮機60,70,80的三級螺杆壓縮單元的透視 圖，其中三個螺旋壓縮機60,70,80通過法蘭相互平行並且自由懸伸地 附連到傳動箱90(基本上具有垂直盤狀的形式)上。為此，每個螺旋壓 縮機60,70,80的外殼在其面向傳動箱90的末端都具有法蘭64,74以及 84,這些法蘭通過螺釘與傳動箱90的對應法蘭相連接。這三個螺旋壓縮機60,70,80如還將更詳細說明的那樣共同由位於傳動箱90中的、 由電機驅動的主動齒輪驅動。在描述的壓縮機單元中，螺旋壓縮機60 是輸入級(低壓級)，其帶有進氣口 61和出氣口 63，螺旋壓縮機70是 第二級或中間壓強級，其帶有進氣口 71和出氣口 73,螺旋壓縮機80 是末端級或高壓級，其帶有進氣口 81和在與進氣口 81相對的一側上 的、在圖l中不可見的出氣口。圖1還顯示了在傳動箱90底部用法 蘭連接的油池外殼76，其通過油管77與螺;旋壓縮才幾60,70,80的同步 傳動裝置以及設置在傳動箱90中的傳動機構相連接。在圖1中沒有描述的是用於待壓縮的介質特別是空氣的連接管 道，其將三個螺旋壓縮機60，70,80的進氣和出氣相互連接。其設計成 本領域技術人員熟知的方式，並裝備有例如過濾器、中間冷卻器和/ 或消音器。第一和第二級螺旋壓縮機60,70水平並排設置，第三級螺旋壓縮 機80設置在第一和第二級螺旋壓縮機下方。油池外殼76在其上側具 有凹處79，其為容納第三級螺旋壓縮機而提供額外位置。圖1中的三個螺旋壓縮機60,70,80中的每一個通常都具有兩個轉 子，其軸線平行地可旋轉地安裝在轉子外殼中，並與螺旋形的肋條和 凹槽相互接合。圖2顯示了構成圖1中三級壓縮機單元的第三級的螺 旋壓縮機80的示例，該螺旋壓縮機尤其設計成用於高壓，尤其是大 約40bar或者更高。圖2中所示的螺旋壓縮機具有(顯示在縱剖面上)轉子殼體l,其中 安裝了兩個軸線平行可旋轉的轉子3和5。轉子3、 5的旋轉軸線位於 共同的垂直平面上。轉子3、 5每個都具有輪廓部分(Profilabschnitt)7 和9，其具有帶有螺旋形延伸的肋條和凹槽的輪廓，輪廓部分7和9 的肋條和凹槽相互接合密封。在輪廓部分7和9的兩側分別連接著軸 銷(Wellenzapfen)7a,7b,9a,9b，其表面與密封裝置11,12共同作用，以 將轉子密封在轉子殼體1內部。此外，軸銷7a,7b,9a,9b通過軸承13,15 可旋轉地安裝在轉子殼體1內。圖2中上部的轉子3是主轉子，在該主轉子在圖2中的左端上具 有加長的軸銷7c，其延伸到傳動箱90(圖1)中並支撐齒輪85，該齒輪 與設置在傳動箱中的主動齒輪相接合，以驅動轉子3旋轉。在圖2中 的右端上，轉子3和5具有兩個相互接合的齒輪17和19，這形成同 步傳動裝置(同步運行傳動裝置)，其將上部轉子3的旋轉以希望的轉 速比傳遞到下部轉子5(次級轉子)，同時保證轉子3, 5的輪廓部分7 和9相互無接觸地4妻合。轉子殼體1由冷卻外罩或冷卻殼體21圍繞，其大多數情況下與 轉子殼體一體地構造並且以一定的間隔同樣圍繞。冷卻殼體21在上 部和下部具有大面積的開口，其通過由螺釘緊固的蓋板23和底板25 鎖緊。在轉子殼體i和冷卻殼體21,23,25之間形成了對轉子殼體1環 形圍繞的冷卻空間27，流體冷卻介質，例如水，在其中循環流通。圖2中所示的第三級螺旋壓縮機與第一、第二級螺旋壓縮機一樣 都是所謂的乾式傳動，也就是說，其壓縮空間中保持無油。來自油池 76的油，其通過油泵(未示出)循環流通，只用來對主動齒輪(齒輪 65,75,85,95)和軸承13,15以及每個螺旋壓縮機60,70,80的同步傳動裝 置(17,19)(參見圖2中17,19)進行潤滑，而不進入螺;旋壓縮^L的壓縮空 間。法蘭盤84通過螺釘可拆卸地固定在轉子殼體1在圖2中的左端 上，其中該法蘭盤用於將螺旋壓縮機固定到傳動箱的安裝壁上並為此 具有用於緊固螺釘的孔。通過更換具有其它孔分布結構的法蘭盤84, 可以改變螺旋壓縮機固定到傳動箱90的位置。在運行圖1中所示的壓縮機單元時，在第一壓縮機級60的進口 處吸入的空氣被壓縮到3至6bar的範圍內，優選地大約為3.5bar,接 著在第二壓縮機級70處壓縮到中間壓強10至15bar的範圍內，優選 地大約為12bar。該預壓縮空氣通過連接管道(未示出)從第二級70的 出氣口 73進入第三壓縮機級80的進氣口 81，並在此壓縮到最終壓強 30至50bar範圍內，優選地為大約40bar。在上述優選的壓縮操作中，在每個螺旋壓縮機60,70，80中的壓縮比都大致相同。圖3是帶有在其中的用於驅動三個螺旋壓縮機60,70,80的傳動裝 置的傳動箱90的透視圖(局部截面)。傳動箱90在其一側具有垂直的 安裝壁91，三個壓縮機60,70,80(在圖3中未示出)的壓縮機螺杆的殼 體通過法蘭螺紋緊固在安裝壁上。在另一側，傳動箱90通過軸承蓋 92閉合，驅動軸94通過軸承環93安裝在軸承蓋92中，驅動軸同時 支撐主動齒輪95。通過主動齒輪95而懸伸的驅動軸94的末端安裝在 置於安裝壁91內的軸承座(LagertQpf)中(見圖5)。主動齒輪95與三個 從動齒輪65,75，85相接合，從動齒輪圍繞主動齒輪95分布設置，並 且分配給三個螺旋壓縮機60,70,以驅動它們。每個從動齒輪65,75,85 都位於螺旋壓縮機60,70,80的轉子軸銷中的一個上，這些轉子軸銷通 過安裝壁91上的相應的開口而延伸到傳動箱90中。圖4中描述了三個從動齒輪65,75，85相對於主動齒輪95的分布。 第一和第二級螺旋壓縮機60或70的從動齒輪65,75位於通過主動齒 輪95的迴轉軸線A的水平面B-B的上方。相反，第三級螺旋壓縮機 80的從動齒輪85顯然位於通過軸線A的水平面B-B的下方，而且優 選地在主動齒輪95的最低點T附近。優選地，用於第一壓縮機級的 從動齒輪65將如此設置，將其軸65'與主動齒輪95的軸線A相連的 直線C與通過主動齒輪95的軸線A的水平直線B-B形成不超過30。 的角度a。對於第二壓縮機級70的從動齒輪75,其相應的角度卩優 選地不超過20。。另一方面，第三壓縮機級80的從動齒輪設置在非常 接近主動齒輪95最低點T的位置，從而使將從動齒輪85的軸與主動 齒輪95的旋轉軸線A相連的直線D，與通過主動齒輪95的軸線A的 垂直平面形成不超過20。的角度y。圖5顯示的是傳動箱90的安裝壁91的視圖。為了顯示後面設置 的主動齒輪95，在顯示中對上部區域進行了局部切開，其中，該主動 齒輪與三個螺旋壓縮機60,70,80(在圖5中被移除)的從動齒輪65,75，85 相接合。安裝壁具有開口 68,78,88,通過這些開口，支撐齒豸侖65,75，85的螺旋壓縮機60,70,80的軸銷(圖2中7b)可以進入傳動箱90。安裝壁 91具有肋條式上升的對應法蘭69,79,89,其圍繞開口 68,78,88,壓縮 機60,70,80(參見圖l)的法蘭64,74,84通過螺釘和合適的密封件與這些 法蘭緊固。在傳動箱90的安裝壁91上設置了軸承座97,其中安裝了支撐主 動齒輪95的末端的驅動軸94(見圖3)。軸承座97和在圖3中顯示的 用於承載驅動軸94的軸承環93都是非常規構造。通過更換具有不同 偏心率的軸^c環93和軸承座97,可以如圖5中雙向箭頭98表示的那 樣在水平方向上改變主動齒輪95的位置。進一步地，構造了第三級的螺旋壓縮機80的法蘭盤84(也可見圖 2),其螺紋緊固到傳動箱的對應法蘭89上，，其與轉子殼體21通過 螺紋可拆卸地相連接，並且對應於改變了孔的結構分布的對應法蘭盤 可以替換該法蘭盤，從而可以如圖5中的垂直雙向箭頭86表示的那 樣，在垂直方向上改變螺旋壓縮機80和其從動齒輪85的位置。主動齒輪95在水平方向98上的調整和第三級從動齒輪在垂直方 向86的調整使得可以使用構成傳動裝置的齒輪95,65,75,85的不同齒 輪組合，其中可以通過不同的相互適應的直徑改變整個驅動傳遞，也 可以改變三個壓縮機級60,70,80的相對旋轉速度。此外，形成傳動裝 置的四個齒輪65,75,85,95都可以更換成其他的直徑，然而為了保證齒 輪在改變直徑比之後仍正常接合，只需要在相互垂直的方向上調整其 中的兩個元件就足夠了，即在水平方向98上調整主動齒輪95，在垂 直方向86上調整第三級的齒輪85。參考標號列表 1轉子殼體3轉子5轉子7輪廓部分7a軸銷7b軸銷7c軸銷9輪廓部分9a軸銷9b軸銷11密封裝置12密封裝置13軸承15軸承17齒輪19齒輪21冷卻外罩23蓋板25底板27 ,令卻空間60螺旋壓縮機61進氣口63出氣口64法蘭70螺;旋壓縮枳^71進氣口73出氣口74法蘭76油池外殼77油管79凹處80螺4t壓縮枳j81進氣口A軸線B直線C直線D直線84法蘭盤85齒輪86雙向箭頭89對應法蘭90傳動箱91安裝壁92軸承蓋 93軸牙義環 94驅動軸 95主動齒輪 97軸岸義座 98雙向箭頭
權利要求
1.一種多級螺旋壓縮機單元，帶有傳動箱(90)、設置在所述傳動箱中的主動齒輪(95)、以及第一、第二和第三螺旋壓縮機(60，70，80)，所述螺旋壓縮機(60，70，80)固定在所述傳動箱上且與主動齒輪聯接成使得它們由所述主動齒輪共同驅動，其中，在運行時所述第一螺旋壓縮機(60)將氣態流體流從進入壓強壓縮到第一中間壓強，所述第二螺旋壓縮機(70)將所述流體流從第一中間壓強壓縮到第二中間壓強，所述第三螺旋壓縮機將所述流體流從第二中間壓強壓縮到最終壓強，其中，最終壓強至少是進入壓強的三十倍，優選地，至少大約是四十倍。
2. 根據權利要求1所述的螺旋壓縮機單元，其特徵在於，所述 進入壓強大約為lbar,所述第一中間壓強為2bar至6bar,夂f尤選地為大 約3.5bar,所述第二中間壓強為10bar至15bar，優選地為大約12bar， 所述最終壓強為30bar至50bar，優選地為大約40bar。
3. 根據權利要求1或2所述的螺旋壓縮機單元，其特徵在於， 所述第一、第二和第三螺旋壓縮機(60,70,80)都是乾式運行的螺;旋壓縮 機。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的螺旋壓縮機單元，其特 徵在於，所述傳動箱(90)具有垂直的安裝壁(91)，在所述傳動箱(90)中圍繞水平軸線可旋轉地安裝的驅動軸(94)承 載所述主動齒輪(95)，而所述螺旋壓縮機(60,70,80)在所述安裝壁(91)上相互平行懸伸地 固定，每個所述螺旋壓縮機(60,70,80)都具有軸線平行的、通過螺旋形 肋條和凹槽相互接合的兩個螺旋轉子(3,5)，並且在其中一個所述轉於 上還具有軸銷(7c),其通過所述安裝壁(91)上的開口伸入所述傳動箱(90),並支撐與所述主動齒輪(95)相接合的從動齒輪(65,75,85)，其中，構成壓縮機單元的第一、第二級的兩個螺旋壓縮機的從動齒輪(65，75)與所述主動齒輪(95)相接合，其結合位置位於通過所述主動齒輪的旋轉軸線(A)的水平面的上方。且其中，所述第三螺旋壓縮機(80)設置在所迷第一、第二螺旋壓縮機(60,70)的下面，其從動齒輪(85)與所述主動齒4侖(95)在所述主動齒輪(95)的外周的最低點附近相接合。
5. 根據權利要求4所述的壓縮機單元，其特徵在於，通過所述 主動齒輪(95)的旋轉軸線和所述第一螺旋壓縮機的從動齒輪(65)的旋 轉軸線的平面(C)，與通過所述主動齒輪(95)的旋轉軸線(A)的水平面 (B-B)形成不超過30°的夾角(oO。
6. 根據權利要求4所述的壓縮機單元，其特徵在於，通過所述 主動齒輪(95)的旋轉軸線和所述第二螺旋壓縮機的從動齒輪(75)的旋 轉軸線的平面(C)，與通過所述主動齒輪(95)的旋轉軸線(A)的所述水平 面(B-B)形成不超過20°的夾角(fi)。
7. 根據權利要求4所述的壓縮機單元，其特徵在於，通過所述 主動齒輪(95)的旋轉軸線和所述第三螺旋壓縮機的從動齒輪(85)的旋 轉軸線的平面，與通過所述主動齒輪(95)的旋轉軸線(A)的垂直平面形 成小於30。的夾角(力，優選地小於20。。
8. 根據權利要求4至7中任一項所述的壓縮^L單元，其特徵在偏心率的可更換的軸承部件以這種方式安裝，即，通過更換所述軸承 部件，基本上能夠在水平方向(98)上調整在所述傳動箱(90)內的所述驅 動軸(94)的旋轉軸線的位置。
9. 根據權利要求4至8中任一項所述的壓縮機單元，其特徵在 於，所述第三螺旋壓縮機(80)在所述安裝壁(91)上通過可更換的法蘭部 件(84)以這種方式固定，即，通過更換所述法蘭部件(84)，可基本上在 豎直方向(86)上改變所述第三螺旋壓縮機(80)相對於所迷傳動箱(91)的位置。
10.根據權利要求8和9所述的壓縮機單元，其特徵在於，為了改變所述壓縮機單元的所述螺旋壓縮機(60,70，80)的轉速比而使用可 更換的齒輪組，每個所述齒輪組都由主動齒輪(95)和不同直徑的從動 齒輪(65,75,85)以及相關的軸承部件(93,97)、法蘭部件(84)共同組成，輪(95)的位置，在豎直方向(86)上調整所述第三螺旋壓縮機的所述從動 齒輪(85;)的位置。
全文摘要
本發明涉及一種多級螺旋壓縮機單元，其包括傳動箱(90)，其中，在傳動箱(90)上相互平行懸伸地固定有第一、第二和第三螺旋壓縮機(60，70，80)，並且這三個壓縮機共同由傳動箱中的一個主動齒輪驅動。氣態的流體由第一螺旋壓縮機(60)壓縮到大約3.5bar的第一中間壓強，由第二螺旋壓縮機(70)壓縮到大約12bar的第二中間壓強，由第三螺旋壓縮機(80)壓縮到大約40bar的最終壓強。第一和第二螺旋壓縮機的從動齒輪(65，75)與主動齒輪(95)在主動齒輪軸的上方接合，第三螺旋壓縮機的從動齒輪(85)與主動齒輪(95)在其最低點(T)附近相接合。為了能夠安裝具有不同直徑比的齒輪組，可以在水平方向上調整主動齒輪(95)的軸線的位置，在垂直方向上調整第三級螺旋壓縮機(80)的從動齒輪(85)的位置。
文檔編號F04C18/16GK101321954SQ200680045196
公開日2008年12月10日 申請日期2006年6月9日 優先權日2005年12月8日
發明者C·阿克特利克, D·休特曼, J·布林曼, M·貝塞林, N·赫寧, R·L·奧彭海姆 申請人:Ghh-蘭德旋轉式壓縮機有限責任公司