一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其齿轮和轴承采用自润滑材料制作，齿轮箱中可不加注润滑油。进气口设在齿轮箱，通过齿轮箱内合理的流道设计，使进气气流流经齿轮和轴承的摩擦部位，气流可以带走摩擦产生的热量，同时水蒸气中的液沫可以对摩擦副进行水润滑，改善在无油环境中的摩擦和温升对罗茨鼓风机可靠性的影响。气缸和齿轮箱之间为非接触式密封可摆脱动密封件对润滑油的需求。罗茨鼓风机主动轴驱动端采用非接触式联轴器，通过联轴器的隔离套来实现罗茨鼓风机壳体的封闭式静密封。本实用新型专利技术提供一种无油封闭式罗茨鼓风机，其特点是不污染工质，无动密封泄漏，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机
本技术涉及罗茨鼓风机
，具体为一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机。
技术介绍
水蒸气压缩机是利用机械式蒸汽再压缩技术进行物料浓缩和海水淡化的关键性部件之一，其从蒸发室吸入二次蒸汽，并通过自身的机械构造来提高二次蒸汽的压力和温度、从而提高二次蒸汽的能源品位，使排出的气体达到生产工艺所要求的生蒸汽的工艺参数，进而导入蒸发室加热盘管中作为加热蒸汽使用，从而降低生产系统对蒸汽源的依赖，减少设备投资。罗茨鼓风机由于其流量和压比适中，被广泛的作为水蒸气压缩机在中等规模化工、制药、食品、海水淡化领域得到广泛应用。罗茨鼓风机作为一种双轴容积式气体输运加压机械，其两个工作轴一个是主动轴，与电机通过联轴器或皮带轮相连接，并被电机驱动；另一个轴为从动轴在同步齿轮的驱动下随主动轴转动。齿轮所处的齿轮箱有润滑油对齿轮和轴承进行润滑，同时也带走齿轮和轴承在运转过程的摩擦热。两个工作轴贯穿齿轮箱与工作腔(气缸)，主动轴还伸出在罗茨鼓风机外以连接电机。通常在这些部位采用动密封进行密封，由于动密封可靠性远远低于静密封，不可避免的有介质相互泄漏，如润滑油渗入到气缸中，压缩空气泄漏到齿轮箱或外界大气，在传统罗茨鼓风机工作范围内，工质对油气不敏感，同时渗到气缸中的油可在转子与气缸表面形成油膜，对气缸起到润滑和加强密封的作用。但是对于机械式蒸汽再压缩工艺来说，工艺对水蒸气中含油和含气量十分敏感。首先，机械式蒸汽再压缩工艺往往采用真空蒸发，罗茨鼓风机内压力可低于外界大气压力，不可靠的密封会使空气泄漏入气缸，造成水蒸气带气，而水蒸气中每含有1％的空气会使水蒸气的在后续工艺冷凝传热系数降低10％，这会造成极大的浪费甚至生产流程的失效，而如参照冰箱压缩机将罗茨鼓风机的电机设计在罗茨鼓风机内部，则外泄的水蒸气会导致电机损坏。再次，气缸中的水蒸气沿着轴渗透到齿轮箱中并在齿轮箱中凝结，会造成齿轮箱中油的乳化，使润滑油失去润滑效果；最后，采用机械式蒸汽再压缩工艺的行业往往都是食品、生物、制药等行业，其对水蒸气工质的洁净度要求是很高的，而润滑油渗入气缸污染水蒸气往往导致后续工艺无法达到标准要求。
技术实现思路
本技术的目的在于针对罗茨鼓风机在机械式蒸汽再压缩工艺应用中存在的缺陷，提供一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机。该鼓风机采用无油化设计，避免水蒸气和润滑油之间的相互污染，同时通过合理的流道和密封设计，材料选择，消除缺少润滑油带来的齿轮、轴承及动密封件干摩擦及摩擦热无法散失等不利影响。此外通过采用磁力耦合联轴器实现对罗茨鼓风机整机的封闭，其密封为可靠静密封，从而杜绝了外界气体流入罗茨鼓风机或罗茨鼓风机内的高压蒸汽外泄伤人。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，包括机壳、设于机壳内的主动轴和从动轴、墙板、齿轮箱侧板、法兰盘、由相互固定的齿轮箱侧板、机壳、法兰盘、墙板组成两个封闭的腔体——气缸和齿轮箱、设于齿轮箱侧面的进气管路；主动轴上设置的主动齿轮和从动轴上设置的从动齿轮相啮合，主动轴上设有主动轴主轴承和主动轴端部轴承，从动轴上设有从动轴主轴承和从动轴端部轴承；进气管路与齿轮箱连接部位设有气流分配盘；机壳和齿轮箱侧板内设有进气主流道、进气侧流道、导气环、轴向导气槽、汇流道流道空间，这些流道空间环绕在主动轴端部轴承、从动轴端部轴承、主动轴主轴承、从动轴主轴承周边；在齿轮箱非进气端设有异形流道，连通齿轮箱和气缸的低压端；齿轮箱和气缸之间的轴封采用非接触式密封；在主动轴伸出端采用有隔离套的非接触式联轴器来辅助机壳封闭整个罗茨鼓风机。所述的进气管路内部为梅花状贯穿孔，其一端为标准法兰圆形开口，可与上游蒸汽管路相连，另一端为梅花状，与罗茨机机壳上的气流分配盘上的进气流道相连接。所述的气流分配盘中有环形突起将气流分配盘分为内环和外环，内环中设有进气主流道，正对主动齿轮和从动齿轮的啮合点，从进气管路来的水蒸气经气流分配盘分配后，内环中气体由进气主流道导向齿轮啮合处，带走齿轮高速啮合产生的摩擦热；外环中均匀分布有四个进气侧流道-第一进气侧流道、第二进气侧流道、第三进气侧流道和第四进气侧流道，外环中气体均匀流入四个进气侧流道；进气侧流道连接气流分配盘和轴向导气槽。所述汇流道连接轴向导气槽和齿轮箱或异形流道。所述轴向导气槽是在安装轴承的阶梯孔中每隔90°开设的四个矩形槽，起到连通轴承两侧的导气环作用。其中处于水平位置的一个轴向导气槽与进气侧流道相连，另一个轴向导气槽与汇流道相连。所述导气环分别设于主动轴端部轴承、从动轴端部轴承、主动轴主轴承、从动轴主轴承的两侧，导气环是在安装轴承的阶梯孔中，通过阶梯孔、轴承本身和轴承挡圈、轴、法兰盘部件在轴承两侧形成的两个与轴承侧面平行的环状气流通道。高速含液沫的水蒸气在由进气侧流道流入轴向导气槽中被分配到轴承两侧的导气环中，由于轴承两侧本身就是这两个导气环的组成部分，高速气流与轴承表面进行充分接触，在通过气流或气流带液蒸发带走产生的摩擦热的同时，气流夹带的液沫可以对陶瓷轴承进行水润滑，完成散热和润滑后，气流进入对面的轴向导气槽中并由汇流道流出。所述异形流道连通气缸和齿轮箱，将齿轮箱和汇流道中的水蒸气导入罗茨鼓风机气缸内的低压端。该异形流道在罗茨鼓风机由齿轮箱至气缸呈现出渐缩状，可稳定齿轮箱中的气流，减少吸气脉动。采用异形流道的原因是在有限的体积内尽可能增加流道截面积，降低流动阻力损失。所述的齿轮箱中两齿轮之一采用高强度自润滑工程塑料制造，另一为耐锈蚀金属材料。所述主动轴主轴承、主动轴端部轴承、从动轴主轴承和从动轴端部轴承均为陶瓷轴承。所述非接触式密封为迷宫密封，在从动轴与上法兰盘、主动轴与下法兰盘之间设置迷宫密封，迷宫密封由迷宫密封静环和迷宫密封动环组成。所述非接触式联轴器为磁性联轴器。该联轴器分为三个组件磁力联轴器内圈、磁力联轴器外圈、磁力联轴器隔离套。磁力联轴器内圈与罗茨鼓风机主动轴伸出端安装在一起，磁力联轴器隔离套与机壳连接在一起，磁力联轴器外圈与驱动电机轴连接在一起，这三个组件彼此之间不接触，当外圈随电机转动时，由于磁力耦合作用，内圈随外圈转动并驱动主动转子运转，但内外圈之间的隔离套不转动，因此隔离套与机壳之间为静密封，其密封可靠性极高，避免的水蒸气外泄和外界空气进入。齿轮箱中的齿轮采用自润滑材料制造，轴承采用可水润滑的陶瓷轴承，在润滑上摆脱对润滑油的依赖。齿轮箱和气缸之间采用非接触式密封，摆脱密封对润滑油的依赖，进气管路设在齿轮箱侧面，通过气流分配盘和机壳齿轮箱内设有进气主流道、进气侧流道，导气环，轴向导气槽，汇流道使水蒸气能够流入、流经、流出齿轮的啮合点、轴承等有相对运动的接触部位，由于流入鼓风机的水蒸气不可避免的夹带有液沫，通过高速气流和液沫蒸发带走上述部位相对运动摩擦产生的热量，摆脱冷却上对润滑油的依赖。同时气流带液在一定程度上对齿轮和轴承进行水润滑。在齿轮箱和气缸间设有异形流道，带走摩擦热的水蒸气经由汇流道在齿轮箱中汇集后由异形流道通到罗茨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，包括机壳，设于机壳内的主动轴和从动轴，墙板，齿轮箱侧板，法兰盘，由相互固定的齿轮箱侧板、机壳、法兰盘、墙板组成两个封闭的腔体气缸和齿轮箱，设于齿轮箱侧面的进气管路；主动轴上设置的主动齿轮和从动轴上设置的从动齿轮相啮合，主动轴上设有主动轴主轴承和主动轴端部轴承，从动轴上设有从动轴主轴承和从动轴端部轴承；进气管路与齿轮箱连接部位设有气流分配盘；机壳和齿轮箱侧板内设有进气主流道、进气侧流道、导气环、轴向导气槽、汇流道流道空间，这些流道空间环绕在主动轴端部轴承、从动轴端部轴承、主动轴主轴承、从动轴主轴承周边；在齿轮箱非进气端设有异形流道，连通齿轮箱和气缸的低压端；齿轮箱和气缸之间的轴封采用非接触式密封；在主动轴伸出端采用有隔离套的非接触式联轴器来辅助机壳封闭整个罗茨鼓风机。/n

【技术特征摘要】
1.一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，包括机壳，设于机壳内的主动轴和从动轴，墙板，齿轮箱侧板，法兰盘，由相互固定的齿轮箱侧板、机壳、法兰盘、墙板组成两个封闭的腔体气缸和齿轮箱，设于齿轮箱侧面的进气管路；主动轴上设置的主动齿轮和从动轴上设置的从动齿轮相啮合，主动轴上设有主动轴主轴承和主动轴端部轴承，从动轴上设有从动轴主轴承和从动轴端部轴承；进气管路与齿轮箱连接部位设有气流分配盘；机壳和齿轮箱侧板内设有进气主流道、进气侧流道、导气环、轴向导气槽、汇流道流道空间，这些流道空间环绕在主动轴端部轴承、从动轴端部轴承、主动轴主轴承、从动轴主轴承周边；在齿轮箱非进气端设有异形流道，连通齿轮箱和气缸的低压端；齿轮箱和气缸之间的轴封采用非接触式密封；在主动轴伸出端采用有隔离套的非接触式联轴器来辅助机壳封闭整个罗茨鼓风机。


2.根据权利要求1所述的一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，所述的进气管路内部为梅花状贯穿孔，其一端为法兰圆形开口，与上游蒸汽管路相连，另一端为梅花状，与罗茨机机壳上的气流分配盘上的进气流道相连接。


3.根据权利要求1所述的一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，所述的气流分配盘中有环形突起将气流分配盘分为内环和外环，内环中设有进气主流道，正对主动齿轮和从动齿轮的啮合点，从进气管路来的水蒸气经气流分配盘分配后，内环中气体由进气主流道导向齿轮啮合处，带走齿轮高速啮合产生的摩擦热；外环中均匀分布有四个进气侧流道—第一进气侧流道、第二进气侧流道、第三进气侧流道和第四进气侧流道，外环中气体均匀流入四个进气侧流道；进气侧流道连接气流分配盘和轴向导气槽。


4.根据权利要求1所述的一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，所述汇流道连接轴向导气槽和齿轮箱或异形流道。


5.根据权利要求1所述的一种无油封闭式水蒸气罗茨鼓风机，其特征在于，所述轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙属恺，邵星宇，李岱泽，钟绍东，陈红，廖小虎，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：新型
国别省市：江西;36