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撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组的制作方法

专利查询2022-5-27  89

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1.本实用新型涉及螺杆制冷压缩机组,具体地指一种撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组。


背景技术:

2.双机双级螺杆制冷压缩机组主要由低压级螺杆制冷压缩机、高压级螺杆制冷压缩机、油分离器、油冷却器、中间冷却器、经济器、冷凝器和蒸发器等部件组成,各部件之间通过相应的管道、阀门、输送泵和控制元件相连。其中:低压级螺杆制冷压缩机通过第一联轴器与第一驱动电机相连,高压级螺杆制冷压缩机通过第二联轴器与第二驱动电机相连。
3.其工作原理如下:低压级螺杆制冷压缩机从蒸发器吸入低压制冷剂蒸汽,经压缩后排向高压级螺杆制冷压缩机,经再次压缩后,油气混合物输入到油分离器中进行分离,分离出的制冷剂蒸汽流向冷凝器,经冷却水冷凝成制冷剂液体后,再流向中间冷却器和经济器被二次过冷,二次过冷后的高压制冷剂液体经电磁阀和节流阀节流后,再进入蒸发器中吸收载冷剂液体的热量而沸腾蒸发,所得制冷剂蒸汽又被低压级螺杆制冷压缩机吸入,完成制冷循环。而分离出的润滑油则进入油冷却器中,经冷却后重新输送到低压级螺杆制冷压缩机和高压级螺杆制冷压缩机中循环利用。
4.传统的双机双级螺杆制冷压缩机组中,油分离器呈卧置筒体结构,油分离器筒体顶部设置低压级压缩机支座和第一电机支座,低压级螺杆制冷压缩机和第一驱动电机分别放置在低压级压缩机支座和第一电机支座上;油冷却器呈卧式壳管结构,油冷却器筒体顶部设置高压级压缩机支座和第二电机支座,高压级螺杆制冷压缩机和第二驱动电机分别放置在高压级压缩机支座和第二电机支座上。油分离器和油冷却器共用一个油分离器下支座,与油分离器配套的油路系统外挂在油分离器筒体上,中间冷却器和经济器则通过支撑角钢布置在油分离器和油冷却器之间。
5.上述布置结构虽然比较紧凑、占地面积也较小,但仅适用于小型双机双级螺杆制冷压缩机组。对大型双机双级螺杆制冷压缩机组而言,需要采用更大的电机驱动,特别是驱动高压级螺杆制冷压缩机的第二驱动电机,由于电机自重加大,油分离器筒体和油冷却器筒体顶部的支座强度不足,容易造成电机震动加剧,进而影响机组稳定运行;并且,在重复震动过程中,这些支座牵扯油分离器筒体和油冷却器筒体,容易造成容器失效泄漏的风险。另外,该布置结构中油分离器和油冷却器共用一个油分离器下支座,连同其上的压缩机组部件单独固定在基础上,而蒸发器和冷凝器等其他配套容器则需要单独放置在另外的基础上,并需要现场布置连接管道,导致管道布置结构趋于复杂,安装工序繁多,工人劳动强度增大,机组生产成本增加。
6.如何确保大型双机双级螺杆制冷压缩机组高效低成本稳定运行一直是本领域技术人员亟需解决的问题,但目前尚未取得满意的进展。


技术实现要素:

7.本实用新型的目的就是要提供一种部件模块化集成、组装方便容易、管道布置简短、结构更趋紧凑,能够降低震动风险、提高运行稳定性的撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组。
8.为实现上述目的,本实用新型所设计的撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组,它包括通过管道、阀门、输送泵和控制元件相连的低压级螺杆制冷压缩机、高压级螺杆制冷压缩机、油分离器、油冷却器、冷凝器、中间冷却器、经济器和蒸发器,所述低压级螺杆制冷压缩机通过第一联轴器与第一驱动电机相连,所述高压级螺杆制冷压缩机通过第二联轴器与第二驱动电机相连。其特殊之处在于:它还包括主机撬块底座和辅机撬块底座;所述主机撬块底座上布置安装低压级螺杆制冷压缩机及其第一驱动电机、高压级螺杆制冷压缩机及其第二驱动电机、油分离器和油冷却器、中间冷却器和经济器。所述辅机撬块底座上布置安装冷凝器和蒸发器;所述主机撬块底座和辅机撬块底座通过螺栓紧固件可拆卸式连为一体,从而构成撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组。
9.作为优选方案,所述低压级螺杆制冷压缩机及其第一驱动电机、高压级螺杆制冷压缩机及其第二驱动电机呈并列布置安装在主机撬块底座的一侧;所述油冷却器、中间冷却器和经济器分别布置安装在主机撬块底座的另一侧;所述油分离器布置安装在主机撬块底座的中间。这样,各部件分布均匀合理,管道连接简短稳固,可使机组结构更加紧凑。
10.进一步地,所述低压级螺杆制冷压缩机及其第一驱动电机分别通过低压级压缩机支座和第一电机支座安装固定在主机撬块底座上;所述高压级螺杆制冷压缩机及其第二驱动电机分别通过高压级压缩机支座和第二电机支座安装固定在主机撬块底座上。这样,各部件的支座高度普遍降低,支座强度和刚度大幅提升,可有效减小机组运行时的震动和噪声,确保机组稳定运行。同时,支座与油分离器和油冷却器等压力容器完全分离,可有效避免机电震动对压力容器筒体的破坏,杜绝容器失效泄漏的风险。
11.更进一步地,所述油分离器呈立式结构,所述油分离器内腔中设置有组合分离元件,所述油分离器的混合介质进口设置在其底部一侧,所述油分离器的润滑油出口设置在其底部另一侧,所述油分离器的混合介质进口位置高于润滑油出口位置,所述油分离器的制冷剂出口设置在其顶部。这样,立式油分离器不仅结构简单实用,占地面积远小于卧式油分离器,而且可以利用其立式筒体底部与顶部的垂向高度差,最大限度地增大油分离器的混合介质进口与制冷剂出口之间的距离,提高油分离器的重力分离效果。同时,比重较大的润滑油分离出来后能够通过位置较低的润滑油出口顺利排出,也可阻止制冷剂气体与润滑油的混合物误入润滑油出口。
12.再进一步地,所述油冷却器呈板式结构,所述油冷却器内腔中的换热板为可拆式结构,所述油冷却器的冷油出口设置有油恒温阀。这样,既便于在机组需要时对油冷却器进行拆卸清洗,又能够保证供油温度稳定在机组正常运行所需的最佳范围。
13.还进一步地,所述蒸发器为热虹吸式蒸发器,它包括蒸发筒体和汽包筒体,所述蒸发筒体卧置安装在辅机撬块底座上,所述冷凝器通过自身支座安装在蒸发筒体上,所述汽包筒体通过与蒸发筒体相连的管道支撑在冷凝器的上方。这样,可以使辅机撬块底座上的蒸发器和冷凝器布局更加紧凑合理,占用空间更少。
14.本实用新型具有如下优点:其一,将双机双级螺杆制冷压缩机组的所有部件集成
在主机撬块底座和辅机撬块底座上,且两个撬块底座通过螺栓紧固件连接和拆卸,可使各部件组装更加灵活方便,布局更加紧凑合理,各部件之间的连接管道更加简短,进而简化安装工序,减轻工人劳动强度。其二,将低压级螺杆制冷压缩机及其第一驱动电机、高压级螺杆制冷压缩机及其第二驱动电机安装在主机撬块底座上,能够大幅降低机组安装重心,避免将其安装在油分离器和油冷却器上存在支座强度不足的缺陷,有效阻止电机震动加剧,确保机组运行始终稳定。其三,将油分离器设计为垂向立式结构,其重力分离作用比水平卧置状态提高很多,既能够增强油分离器的分离效果,又能够大幅减小占地面积;并且,由于油分离器不再承担压缩机和电机的载荷,其筒体壁厚可以尽量减薄,从而能够降低制造成本。综上所述,本实用新型特别适用于大型双机双级螺杆制冷压缩机组,并能够确保机组高效低成本稳定运行。
附图说明
15.图1为本实用新型撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组的连接结构示意图。
16.图2为图1所示撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组的立体结构示意图。
17.图中各部件标号如下:低压级螺杆制冷压缩机1,第一联轴器2,第一驱动电机3,高压级螺杆制冷压缩机4,第二联轴器5,第二驱动电机6,油分离器7,油冷却器8(其中:油恒温阀8.1),冷凝器9,中间冷却器10,经济器11,蒸发器12(其中:蒸发筒体12.1、汽包筒体12.2)。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述,但该实施例不应该理解为对本实用新型的限制。
19.如图1~2所示,本实施例描述的撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组,主要由通过管道、阀门、输送泵和控制元件相连的低压级螺杆制冷压缩机1、高压级螺杆制冷压缩机4、油分离器7、油冷却器8、冷凝器9、中间冷却器10、经济器11和蒸发器12等部件构成,其中:低压级螺杆制冷压缩机1通过第一联轴器2与第一驱动电机3相连,高压级螺杆制冷压缩机4通过第二联轴器5与第二驱动电机6相连。
20.低压级螺杆制冷压缩机1的吸气端和高压级螺杆制冷压缩机4的吸气端均与蒸发器12的制冷剂输出端相连,低压级螺杆制冷压缩机1的排气口与高压级螺杆制冷压缩机4的吸气口相连,高压级螺杆制冷压缩机4的排气口与油分离器7的混合介质进口相连。油分离器7的制冷剂出口与冷凝器9的制冷剂进口相连,冷凝器9的制冷剂出口依次通过中间冷却器10和经济器11与蒸发器12的制冷剂输入端相连。油分离器7的润滑油出口与油冷却器8的热油进口相连,油冷却器8的冷油出口分别与低压级螺杆制冷压缩机1和高压级螺杆制冷压缩机4的喷油口相连。
21.上述各部件分两大模块布置安装在主机撬块底座13和辅机撬块底座14上。其中:主机撬块底座13上布置安装低压级螺杆制冷压缩机1及其第一驱动电机3、高压级螺杆制冷压缩机4及其第二驱动电机6、油分离器7和油冷却器8、中间冷却器10和经济器11。辅机撬块底座14上布置安装冷凝器9和蒸发器12。主机撬块底座13和辅机撬块底座14通过螺栓紧固件可拆卸式连为一体。
22.具体地描述,低压级螺杆制冷压缩机1及其第一驱动电机3、高压级螺杆制冷压缩机4及其第二驱动电机6呈并列布置安装在主机撬块底座13的一侧;油冷却器8、中间冷却器10和经济器11分别布置安装在主机撬块底座13的另一侧;油分离器7布置安装在主机撬块底座13的中间。
23.更详细地说明,低压级螺杆制冷压缩机1及其第一驱动电机3分别通过低压级压缩机支座和第一电机支座安装固定在主机撬块底座13上。高压级螺杆制冷压缩机4及其第二驱动电机6分别通过高压级压缩机支座和第二电机支座安装固定在主机撬块底座13上。由于支座直接固定在撬块上,其高度大幅降低,强度和稳定性大幅提升,可有效减小机组运行时的震动和噪声。由于支座与其他压力容器完全分离,避免了机电震动对容器筒体的破坏,保障了机组的安全运行。
24.本实施例中,油分离器7呈立式结构,油分离器7内腔中设置有组合分离元件,组合分离元件采用自下而上间隔布置的不锈钢丝网和高分子材料滤芯,油分离器7的混合介质进口设置在其底部一侧,油分离器7的润滑油出口设置在其底部另一侧,油分离器7的混合介质进口位置高于润滑油出口位置,油分离器7的制冷剂出口设置在其顶部。考虑重力对油分离效果的影响,立式油分离器7与卧式油分离器相比效果更好。
25.本实施例中,油冷却器8采用板式结构,油冷却器8内腔中的换热板为可拆式结构,在油冷却器8的冷油出口设置有油恒温阀8.1,以确保供油温度稳定在机组正常运行所需的最佳范围。
26.本实施例中,蒸发器12采用热虹吸式蒸发器,它包括蒸发筒体12.1和汽包筒体12.2,蒸发筒体12.1卧置安装在辅机撬块底座14上,冷凝器9通过自身支座安装在蒸发筒体12.1上,汽包筒体12.2通过与蒸发筒体12.1相连的管道支撑在冷凝器9的上方。将冷凝器9嵌置在蒸发器12的蒸发筒体12.1与汽包筒体12.2之间,能够确保辅机撬块底座14上的部件布局更加紧凑合理,占用空间最小。
27.本实用新型装配时,在生产车间或施工现场先将各部件对应安装在两个撬块底座上,再通过螺栓紧固件将两个撬块底座连接为一体,由此共同构成撬块式双机双级螺杆制冷压缩机组。其工作过程如下:第一驱动电机3通过第一联轴器2驱动低压级螺杆制冷压缩机1,第二驱动电机6通过第二联轴器5驱动高压级螺杆制冷压缩机4,实现对制冷剂工质的两级压缩。低压级螺杆制冷压缩机1从蒸发器12吸入低压制冷剂蒸汽,经压缩后排向高压级螺杆制冷压缩机4,经再次压缩后,油气混合物输入到立式结构的油分离器7中进行分离。
28.油分离器7内腔中设置自下而上间隔布置的不锈钢丝网和高分子材料滤芯,以对油气混合物进行多级分离。高速油气混合物进入油分离器7后,先稍向下撞击挡板,通过撞击分离制冷剂气体中夹杂的大量润滑油,然后油气混合物沿油分离器7筒体竖直向上流动,通过重力作用进一步分离出润滑油液滴,随后油气混合物依次经过不锈钢丝板网和高分子材料滤芯,最终分离出残余的润滑油。
29.从油分离器7顶部分离出的制冷剂蒸汽通过排气管流入辅机撬块底座14上的冷凝器9,经冷却水冷凝成制冷剂液体后,再流向中间冷却器10和经济器11被二次过冷,二次过冷后的高压制冷剂液体经电磁阀和节流阀节流后,再进入蒸发器12中吸收载冷剂液体的热量而沸腾蒸发,所得制冷剂蒸汽又被低压级螺杆制冷压缩机1吸入,完成制冷循环。
30.从油分离器7底部分离出的润滑油则进入板式结构的油冷却器8中进行冷却,而配
置在油冷却器8冷油出口的油恒温阀8.1可以将供油温度稳定在机组正常运行的最佳范围。最后,经冷却的恒温润滑油通过油路管系重新输送到低压级螺杆制冷压缩机1和高压级螺杆制冷压缩机4中,完成油路循环。
31.综上所述,借助于本实用新型的上述技术方案,能够将双机双级螺杆制冷压缩机组的部件模块化集成为一体,使其管道连接更简短、结构布局更紧凑、现场组装更容易。同时,能够降低机组震动风险,提高机组运行安全性,延长机组工作寿命,特别适于大型双机双级螺杆制冷压缩机组高效低成本稳定运行。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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