一种离心压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，涉及一种离心压缩机，具体涉及一种可调节进口导叶开度的离心压缩机。

背景技术

气体压缩机是把机械能转换为气体压力能的一种动力装置，常用于风动工具提供气体动力，在石油化工、钻采、冶金等行业也常用于压送氧、氢、氨、天然气、焦炉煤气、惰性气体等介质。按压缩介质的不同，一般压缩机还可称之为：空气压缩机、氧气压缩机、氮气压缩机和氢气压缩机等。

申请号为201921282410.4的中国实用新型专利公开了一种离心压缩机进口导叶调节装置及离心压缩机，该进口导叶调节装置包括执行机构，执行机构通过固定座固定安装在压缩机机壳的进气端盖上，进气端盖上设置有曲柄轴套，执行机构包括动作杆、万向节叉、连接杆、曲柄、曲柄轴、第一联动板、中间环体以及均匀分布在中间环体上的第二联动板；动作杆通过万向节叉与连接杆驱动曲柄旋转，曲柄带动穿过曲柄轴套的曲柄轴旋转，曲柄轴通过第一联动板驱动中间环体旋转，同时中间环体通过第二联动板与导叶曲柄带动进口导叶旋转。该申请通过固定座与进气端盖固定安装，执行机构的动作杆通过万向节叉和连接杆驱动曲柄旋转，曲柄带动曲柄轴旋转，曲柄轴穿过曲柄轴套通过第一联动板驱动中间环体旋转，中间环体圆周分布的第二联动板带动导叶托架上对应的导叶曲柄旋转，从而使进口导叶同步旋转一定角度，这种结构的可靠性和防泄漏性能有提升空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心压缩机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离心压缩机，它包括齿轮箱体、贯穿所述齿轮箱体且端部与电机相连接的输入轴、安装在所述输入轴上且位于所述齿轮箱体内的大齿轮、贯穿所述齿轮箱体且中部与所述大齿轮相啮合的第一传动轴、贯穿所述齿轮箱体且中部与所述大齿轮相啮合的第二传动轴、安装在所述第一传动轴一端且与所述齿轮箱体相密封的第一蜗壳组件、安装在所述第一传动轴另一端且与所述齿轮箱体相密封的第二蜗壳组件、安装在所述第二传动轴一端且与所述齿轮箱体相密封的第三蜗壳组件、安装在所述第二传动轴另一端且与所述齿轮箱体相密封的第四蜗壳组件以及安装在所述第一蜗壳组件外端部的导叶开度调节组件，所述第一传动轴和所述第二传动轴分别位于所述输入轴的两侧，所述第一蜗壳组件和所述第三蜗壳组件位于所述齿轮箱体的同侧，所述第二蜗壳组件和所述第四蜗壳组件位于所述齿轮箱体的同侧；所述导叶开度调节组件包括进气调节导流壳体机构以及安装在所述进气调节导流壳体机构和所述第一蜗壳组件之间的变径管；

所述进气调节导流壳体机构包括导流壳体、可调节地安装在所述导流壳体上且延伸至其内以相互配合的多组进口导叶单元以及与任一组所述进口导叶单元相连接以驱动其转动的驱动杆，

每组所述进口导叶单元包括可转动地贯穿所述导流壳体的进口导叶杆组合体、套接在所述进口导叶杆组合体外端部的拨叉件、通过侧面安装的多个滚轮可转动地套设在所述导流壳体上的传动环体以及形成在所述传动环体外周面上且与所述拨叉件相配合的拨叉连接杆，所述驱动杆与任一个所述拨叉件相连接，所述进口导叶杆组合体包括设置在所述导流壳体内的进口导叶以及一端与所述进口导叶相连接且贯穿所述导流壳体以与所述拨叉件相连接的叶片轴；

所述第一蜗壳组件包括第一蜗壳、安装在所述第一蜗壳端面上且与所述变径管相连接的导流体、安装在所述第一传动轴一端且位于所述第一蜗壳和所述导流体之间的叶轮、安装在所述第一蜗壳和所述导流体之间且位于所述叶轮外圈的扩压器以及设置在所述第一传动轴和所述第一蜗壳之间且位于所述叶轮内侧的气封结构；

所述齿轮箱体包括被所述第一传动轴贯穿的齿轮箱外壳、安装在所述齿轮箱外壳和所述第一传动轴之间且与所述气封结构相邻设置的油封结构、套装在所述第一传动轴上且位于所述油封结构内侧的多瓣轴承瓦块以及安装在多瓣所述轴承瓦块和所述齿轮箱外壳之间的轴承。

优化地，所述进气调节导流壳体机构还包括安装在所述导流壳体周面上且与其围成密闭腔体的外环支撑密封单元，

所述导流壳体包括空心管体、形成在所述空心管体一端的第一安装端板以及形成在所述空心管体另一端的第二安装端板；

所述外环支撑密封单元包括设置于所述空心管体外侧的密封环体、形成在所述密封环体一端且安装至所述第一安装端板表面的第三安装端板、形成在所述密封环体另一端且安装在所述第二安装端板周面上的第四安装端板、设置在所述密封环体周面上的限位座、通过支撑板分别支撑在所述第三安装端板和所述第四安装端板上的支撑横板以及开设在所述支撑横板上的避让孔，所述驱动杆可转动地安装在所述限位座内。

进一步地，所述第二安装端板的外周面上开设有第一环槽，所述第一环槽内设置有第一密封圈；所述第三安装端板和所述第四安装端板的外表面上相互独立地开设有第二环槽，所述第二环槽内设置有第二密封圈；

所述空心管体的外周面上开设有限位环槽，多道所述滚轮可转动地设置在所述限位环槽内；

所述空心管体的外周面上设置有与所述叶片轴一一对应的多个叶片轴座，所述叶片轴可转动地安装在所述叶片轴座内，所述传动环体位于多个所述叶片轴座和所述限位环槽之间。

更进一步地，每根所述叶片轴通过自润滑轴承可转动地安装在每个所述叶片轴座内，

所述自润滑轴承的外周面上开设有第三环槽，所述第三环槽内设置有第三密封圈；

每根所述叶片轴的外周面上开设有第四环槽以及位于所述第四环槽外圈的第五环槽，所述第四环槽和所述第五环槽内相互独立地设置有第四密封圈；

所述拨叉件通过连接键与所述驱动杆相连接，所述拨叉连接杆通过其上的连轴与所述拨叉件活动连接；

所述驱动杆的外周面上开设有第六环槽以及位于所述第六环槽外圈的第七环槽，所述第六环槽和所述第七环槽内相互独立地设置有第五密封圈。

进一步地，所述变径管包括安装在所述第四安装端板外端面上的第一法兰环体、安装在所述导流体外端面上的第二法兰环体以及连接所述第一法兰环体和所述第二法兰环体的进气导流壳体，所述进气导流壳体的直径在所述第一法兰环体至所述第二法兰环体的方向上逐渐减少，所述进气导流壳体的内壁在与所述第一法兰环体的连接处具有第一环面且在与所述第二法兰环体的连接处具有第二环面。

优化地，所述导流体的内侧面上开设有第八环槽且端面上开设有第九环槽，所述第八环槽和所述第九环槽内相互独立地设置有第六密封圈，所述第八环槽和所述第九环槽被所述第一蜗壳的表面遮挡密封；所述气封结构内开设有多个气封平衡气孔，所述气封结构的外周面上开设有位于多个所述气封平衡气孔两侧的两道第十环槽，每道所述第十环槽内设置有第七密封圈。

优化地，所述第一蜗壳中与所述齿轮箱体相向的端面上形成有凸环体，所述齿轮箱外壳中与所述第一蜗壳相向的端面形成有与所述凸环体相配合的凹环槽，所述凸环体的周面上开设有第十一环槽，所述第十一环槽内设置有第八密封圈。

进一步地，所述外环支撑密封单元上还开设有与所述密闭腔体相连通的保护气充气孔和保护气放气孔，所述保护气充气孔处安装有压力传感器，所述保护气放气孔通过第一气管连接气体回收容器，所述齿轮箱外壳上开设有防泄漏气孔，所述防泄漏气孔通过第二气管连接气体回收容器。

进一步地，所述叶轮包括中心开设有轴孔的叶轮本体以及等间隔地形成在所述叶轮本体表面上且螺旋延伸的多组叶片组，所述叶轮本体通过所述轴孔套装在所述第一传动轴的端部，每组所述叶片组包括间隔设置且面积逐渐减少的第一叶片、第二叶片和第三叶片，所述第一叶片、所述第二叶片和所述第三叶片的内端部对齐且外端部不对齐。

优化地，每瓣所述轴承瓦块的外表面上开设有间隔设置的多道花纹槽和一个承油孔，多瓣所述轴承瓦块的两侧设置有限位挡块，所述轴承内开设有与所述承油孔相对应的多个进油孔，所述进油孔内设置有截面尺寸向内减少的喷油嘴。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明离心压缩机，通过采用特定结构的导叶开度调节组件与齿轮箱体、大齿轮和多个蜗壳组件等进行配合，能够提高导叶开度调节的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为本发明离心压缩机的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明离心压缩机中导叶开度调节组件的剖面图；

图4为图3的局部放大图；

图5为图3的正视图；

图6为本发明离心压缩机中叶轮的正视图；

图7为图6的剖视图；

图8为本发明离心压缩机中轴承和轴承瓦块的结构示意图；

其中，1、齿轮箱体；2、第一蜗壳组件；3、第二蜗壳组件；4、第三蜗壳组件；5、第四蜗壳组件；6、导叶开度调节组件；

10、齿轮箱外壳；101、凹环槽；11、输入轴；12、大齿轮；13、第一传动轴；14、油封结构；15、轴承；151、进油孔；16、轴承瓦块；161、花纹槽；162、承油孔；163、限位挡块；

21、第一蜗壳；210、凸环体；211、第十一环槽；22、导流体；23、叶轮；231、叶轮本体；232、轴孔；233、叶片组；2331、第一叶片；2332、第二叶片；2333、第三叶片；24、第八环槽；25、第九环槽；26、气封结构；261、气封平衡气孔；27、扩压器；28、第十环槽；

601、保护气充气孔；602、保护气放气孔；61、进气调节导流壳体机构；611、导流壳体；6111、空心管体；6112、第一安装端板；6113、第二安装端板；6114、密闭腔体；6115、叶片轴座；6116、第一环槽；6117、限位环槽；612、外环支撑密封单元；6121、密封环体；6122、第四安装端板；6123、第三安装端板；6124、第二环槽；6125、限位座；6126、支撑板；6127、支撑横板；6128、避让孔；613、进口导叶单元；6131、自润滑轴承；61311、第三环槽；6132、进口导叶杆组合体；61321、进口导叶；61322、叶片轴；61323、第四环槽；61324、第五环槽；6133、拨叉件；61331、连接键；6134、滚轮；6135、传动环体；6136、拨叉连接杆；61361、连轴；614、驱动杆；6141、第六环槽；6142、第七环槽；62、变径管；621、第一法兰环体；622、第二法兰环体；623、进气导流壳体；6231、第一环面；6232、第二环面。

具体实施方式

下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。

如图1和图2所示的离心压缩机，主要包括齿轮箱体1、第一蜗壳组件2、第二蜗壳组件3、第三蜗壳组件4、第四蜗壳组件5和导叶开度调节组件6等。

其中，输入轴11贯穿齿轮箱体1而通常位于齿轮箱体1的中部，其端部与电机相连接，这样可以在电机的带动下进行高速旋转。大齿轮12安装在输入轴11上，它还位于齿轮箱体1内；当输入轴11转动时，大齿轮12同步高速转动。第一传动轴13贯穿齿轮箱体1，其中部与大齿轮12相啮合，从而在大齿轮12的带动下同步旋转；第二传动轴也贯穿齿轮箱体1，其中部也与大齿轮12相啮合，从而在大齿轮12的带动下同步旋转；此时第一传动轴13和第二传动轴分别位于输入轴11的两侧。第一蜗壳组件2安装在第一传动轴13的一端而与齿轮箱体1相密封，第二蜗壳组件3安装在第一传动轴13另一端且与齿轮箱体1相密封，第三蜗壳组件4则安装在第二传动轴一端且与齿轮箱体1相密封，第四蜗壳组件则安装在第二传动轴另一端且与齿轮箱体1相密封，使得第一蜗壳组件2和第三蜗壳组件4位于齿轮箱体1的同侧，第二蜗壳组件3和第四蜗壳组件5位于齿轮箱体1的同侧，其整体结构可以参见申请号为202011554735.0的中国发明专利；需要注意的是：本申请中仅详细描述了第一蜗壳组件2和齿轮箱体1的具体结构（包含第一蜗壳组件2的具体结构、齿轮箱体1内与第一蜗壳组件2相配合的结构以及第一蜗壳组件2和轮箱体1之间的密封结构），第二蜗壳组件3、第三蜗壳组件4、第四蜗壳组件5与齿轮箱体1的具体结构（包含第二蜗壳组件3、第三蜗壳组件4和第四蜗壳组件5的具体结构、齿轮箱体1内与各蜗壳组件相配合的结构以及各蜗壳组件和齿轮箱体1之间的密封结构）与前述第一蜗壳组件2和齿轮箱体1的具体结构基本一致，仅在尺寸上有不同（第一蜗壳组件2、第二蜗壳组件3、第三蜗壳组件4和第四蜗壳组件5的尺寸逐渐减少），在此不再赘述。

导叶开度调节组件6安装在第一蜗壳组件2的外端部（图2中的左端部），其包括进气调节导流壳体机构61以及安装在进气调节导流壳体机构61和第一蜗壳组件2之间的变径管62。

在本实施例中，如图3至图5所示，进气调节导流壳体机构61包括导流壳体611、安装在导流壳体611周面上且与其围成密闭腔体6114的外环支撑密封单元612、可调节地安装在导流壳体611上且延伸至其内以相互配合的多组进口导叶单元613以及与任一组进口导叶单元613相连接以驱动其转动的驱动杆614。

具体地，导流壳体611包括空心管体6111、形成在空心管体6111一端的第一安装端板6112（形成的方式为一体成型或者焊接等现有常规方式，下同）以及形成在空心管体6111另一端的第二安装端板6113，第一安装端板6112和第二安装端板6113的中心处均为中空的而形成空心管体6111为通道的导流结构（在本实施例中，第二安装端板6113的外径小于第一安装端板6112的外径）。外环支撑密封单元612包括设置在空心管体6111外侧的密封环体6121、形成在密封环体6121一端且安装至第一安装端板6112表面的第三安装端板6123、形成在密封环体6121另一端且安装在第二安装端板6113周面上的第四安装端板6122（第三安装端板6123和第四安装端板6122的尺寸基本一致）、设置在密封环体6121周面上的限位座6125、通过支撑板6126分别支撑在第三安装端板6123和第四安装端板6122上的支撑横板6127（即第三安装端板6123和第四安装端板6122上分别设置有支撑板6126，支撑横板6127形成在两块支撑板6126上而与密封环体6121相平行）以及开设在支撑横板6127上的避让孔6128，驱动杆614可转动地安装在限位座6125内，利用避让孔6128可以使得驱动杆614外接外部驱动结构以使驱动杆614以其轴心线为旋转轴进行转动。这样结构的导流壳体611和外环支撑密封单元612的配合（双层结构），能够保证进气调节导流壳体机构61整体结构的强度和密封可靠性，有利于保证使用寿命。

每组进口导叶单元613包括可转动地贯穿导流壳体611的进口导叶杆组合体6132（即进口导叶杆组合体6132贯穿空心管体6111，并且可以在外力作用下以自身轴心线为旋转轴进行转动）、套接在进口导叶杆组合体6132外端部的拨叉件6133（拨叉件6133和进口导叶杆组合体6132之间可以采用现有常规的键、螺钉等连接件进行连接）、通过侧面安装的多个滚轮6134可转动地套设在导流壳体611上的传动环体6135（即传动环体6135的侧面枢轴连接有等间隔设置的多个滚轮6134，滚轮6134的外周面略超出传动环体6135的内周面，这样传动环体6135可以通过滚轮6134以自身轴心线为旋转轴进行转动）以及形成在传动环体6135外周面上且与拨叉件6133相配合的拨叉连接杆6136。驱动杆614与任一个拨叉件6133相连接（与驱动杆614相连接的拨叉件6133可以定义为主拨叉件），进口导叶杆组合体6132包括设置在导流壳体611内的进口导叶61321以及一端与进口导叶61321相连接且贯穿导流壳体611以与拨叉件6133相连接的叶片轴61322（即导流壳体611的空心管体6111上等间隔开设有多个供叶片轴61322通过的通孔，于该通孔处设置向外延伸的叶片轴座6115）。具体地，拨叉件6133通过连接键61331与驱动杆614相连接，拨叉连接杆6136通过其上的连轴61361与拨叉件6133活动连接；这样在使用时，外部驱动结构带动驱动杆614以其轴心线为旋转轴进行转动，主拨叉件、叶片轴61322同步转动，主拨叉件带动传动环体6135通过多个滚轮6134相对空心管体6111滚动，进而同步带动其它拨叉件6133、其它叶片轴61322的转动，实现进气调节导流壳体机构61中进口导叶61321开度的调节（注意：初始状态时，多个进口导叶61321处于同一平面内而相互配合，此时多个进口导叶61321的内端部之间形成很小的通气结构，气流量极小，如图3所示），可靠性和稳定性极佳。

在本实施例中，第一蜗壳组件2包括第一蜗壳21、安装在第一蜗壳21端面上且与变径管62相连接的导流体22、安装在第一传动轴13一端且位于第一蜗壳21和导流体22之间的叶轮23、安装在第一蜗壳21和导流体22之间且位于叶轮23外圈的扩压器27以及设置在第一传动轴13和第一蜗壳21之间且位于叶轮23内侧的气封结构26；齿轮箱体1包括被第一传动轴13贯穿的齿轮箱外壳10（该齿轮箱外壳10也被第二传动轴、输入轴11贯穿）、安装在齿轮箱外壳10和第一传动轴13之间且与气封结构26相邻设置的油封结构14（气封结构26、油封结构14采用现有常规的即可）、套装在第一传动轴13上且位于油封结构14内侧（内侧是相对的：更靠近齿轮箱体1中心的一侧定义为内侧，如图2所示）的多瓣轴承瓦块16以及安装在多瓣轴承瓦块16和齿轮箱外壳10之间的轴承15。

在本实施例中，第二安装端板6113的外周面上开设有第一环槽6116，第一环槽6116内设置有第一密封圈；第三安装端板6123和第四安装端板6122的外表面上相互独立地开设有第二环槽6124，第二环槽6124内设置有第二密封圈；这样用于进一步保证导流壳体611和外环支撑密封单元612之间的密封性，避免气体经由密闭腔体泄漏。空心管体6111的外周面上开设有限位环槽6117，多个滚轮6134可转动地设置在限位环槽6117内；这样能够对滚轮6134进行限位而保证多个滚轮6134在同一平面内转动，避免其在转动时产生小角度的偏差，有利于减少传动环体6135受到的额外应力，进而提高使用寿命。空心管体6111的外周面上设置有与叶片轴61322一一对应的多个叶片轴座6115，叶片轴61322可转动地安装在叶片轴座6115内，传动环体6135位于多个叶片轴座6115和限位环槽6117之间，进一步提高进气调节导流壳体机构61的可靠性。

具体地，每根叶片轴61322通过自润滑轴承6131可转动地安装在每个叶片轴座6115内，以减小叶片轴61322转动的阻力，提高可靠性。自润滑轴承6131的外周面上开设有第三环槽61311，第三环槽61311内设置有第三密封圈；每根叶片轴61322的外周面上开设有第四环槽61323以及位于第四环槽61323外圈的第五环槽61324，第四环槽61323和第五环槽61324内相互独立地设置有第四密封圈；驱动杆614的外周面上开设有第六环槽6141以及位于第六环槽6141外圈的第七环槽6142，第六环槽6141和第七环槽6142内相互独立地设置有第五密封圈；这样能够进一步保证自润滑轴承6131、叶片轴座6115和叶片轴61322之间的密封性以及驱动杆614和限位座之间的密封性，避免气体经此向外泄漏。

在本实施例中，变径管62包括安装在第四安装端板6122外端面上的第一法兰环体621、安装在导流体22外端面上的第二法兰环体622以及连接第一法兰环体621和第二法兰环体622的进气导流壳体623，进气导流壳体623的直径在第一法兰环体621至第二法兰环体622的方向上逐渐减少，进气导流壳体623的内壁在与第一法兰环体621的连接处具有第一环面6231且在与第二法兰环体622的连接处具有第二环面6232，这样的结构设计有利于提高进气效果。

在本实施例中，导流体22的内侧面上开设有第八环槽24且端面上开设有第九环槽25，第八环槽24和第九环槽25内相互独立地设置有第六密封圈，第八环槽24和第九环槽25被第一蜗壳21的表面遮挡密封；气封结构26内开设有多个气封平衡气孔261，气封结构26的外周面上开设有位于多个气封平衡气孔261两侧的两道第十环槽28，每道第十环槽28内设置有第七密封圈；第一蜗壳21中与齿轮箱体1相向的端面上形成有凸环体210，齿轮箱外壳10中与第一蜗壳21相向的端面形成有与凸环体210相配合的凹环槽101，凸环体210的周面上开设有第十一环槽211，第十一环槽211内设置有第八密封圈。

尽管上述导叶开度调节组件6已经具有非常好的密封性，但是随着其使用寿命的不断增加，经常使用的密封圈（如叶片轴61322轴向上的多个密封圈等）存在老化而泄露气体的可能性。在本实施例中，外环支撑密封单元612上还开设有与密闭腔体6114相连通的保护气充气孔601和保护气放气孔602，可以在保护气充气孔601处安装有压力传感器，保护气放气孔602通过第一气管连接气体回收容器（此处的气体回收容器与前述的气体回收容器可以是同一个，也可以是不同的），这样当压力传感器检测到的压力值（即密闭腔体6114内的压力值）超过阈值时可以报警，提醒使用者进气调节导流壳体机构61漏气（尤其是爆、爆或毒的特殊气体），需要注意检修。

需要注意的是：由于整个离心压缩机的良好密封性能，其内残留的少量气体只能沿第一传动轴13的表面向齿轮箱外壳内散溢，当这些气体为氢气、氩气等特殊气体时，可以在齿轮箱外壳10上开设回收气孔，该回收气孔通过第二气管连接气体回收容器，实现特殊气体的防泄漏和回收。

如图6所示，叶轮23包括中心开设有轴孔232的叶轮本体231以及等间隔地形成在叶轮本体231表面上且螺旋延伸的多组叶片组233，叶轮本体231通过轴孔232套装在第一传动轴13的端部，每组叶片组233包括间隔设置且面积逐渐减少的第一叶片2331、第二叶片2332和第三叶片2333，第一叶片2331、所述第二叶片2332和所述第三叶片2333的内端部对齐而外端部不对齐，此时第一叶片2331、第二叶片2332和第三叶片2333在叶轮23轴向上的宽度逐渐减小（如图7所示，第一叶片2331在叶轮23轴向上的尺寸略小于叶轮23的轴向宽度，第二叶片2332在叶轮23轴向上的尺寸为第一叶片2331在叶轮23轴向上的尺寸的68%，第三叶片2333在叶轮23轴向上的尺寸为第二叶片2332在叶轮23轴向上的尺寸的74%，这样能够提高输送气体的高压比，提高进气效率。

如图8所示，每瓣轴承瓦块16的外表面上开设有间隔设置的多道花纹槽161和一个承油孔162，多瓣轴承瓦块16的两侧设置有限位挡块163；轴承15内开设有与承油孔162相对应的多个进油孔151，进油孔151内设置有截面尺寸向内减少的喷油嘴。由于第一传动轴13的转速可高达每分钟几万转，导致轴承15和轴承瓦块16之间的温度过高而影响轴承瓦块16的使用寿命，目前主要是对轴承瓦块16的材料进行改进，这样导致其成本较为昂贵；本申请通过对轴承瓦块16和轴承15的结构进行设计，有利于提高进油压力并使其均匀分布至轴承瓦块16的表面上，进而降低其温度，提高轴承瓦块16的使用寿命。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。