[實(shí)用新型]一種新型節(jié)能空氣壓縮裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320652347.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-21
• 公開（公告）號(hào): CN203641408U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周黎旸;施國(guó)有;劉俊明;邱正毅;劉光武
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 巨化集團(tuán)技術(shù)中心
• 主分類號(hào): F16H1/32
• 分類號(hào): F16H1/32;H02K7/116
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于氣動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型節(jié)能空氣壓縮裝置。?

背景技術(shù)

空氣壓縮裝置如空氣壓縮機(jī)（空壓機(jī)）是一種利用電動(dòng)機(jī)將氣體在壓縮腔內(nèi)進(jìn)行壓縮并使壓縮的氣體具有一定壓力的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中有著及其廣泛的應(yīng)用，在各種行業(yè)中它擔(dān)負(fù)著為工廠中所有氣動(dòng)元件，各種氣動(dòng)閥門提供氣源的職責(zé)。因此，空氣壓縮裝置運(yùn)行狀況的好壞直接影響工廠的生產(chǎn)工藝?？諝鈮嚎s裝置通常主要由壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油分離器、冷卻器等組成，空壓機(jī)的的種類很多（主要分為螺桿式，活塞式，其中螺桿式應(yīng)用最廣），但其供氣的控制方式都是采用加、卸載的方式。?

由于空壓機(jī)不排除在滿負(fù)荷狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可能性，所以，選型時(shí)只能按最大需求來確定電動(dòng)機(jī)容量，造成空壓機(jī)系統(tǒng)余量一般偏大。且大多數(shù)空壓機(jī)是連續(xù)運(yùn)行，由于一般空壓機(jī)的電動(dòng)機(jī)本身不能根據(jù)壓力需求的變動(dòng)來實(shí)現(xiàn)降速，使電動(dòng)機(jī)輸出功率與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際壓力需求量相匹配，導(dǎo)致在用氣量少的時(shí)候仍然要空載運(yùn)行，造成巨大的電能浪費(fèi)。頻繁加卸載造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)也造成機(jī)械的磨損加大，縮短機(jī)械壽命，氣量無法保持恒壓。同時(shí)當(dāng)用氣量不斷變化時(shí)，供氣壓力不可避免產(chǎn)生波動(dòng)，使用氣精度達(dá)不到工藝要求，影響生產(chǎn)效率及產(chǎn)品品質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空壓機(jī)占大型工業(yè)設(shè)備(風(fēng)機(jī)、水泵、鍋爐等)幾乎所有的耗電量的15%，因此，空壓機(jī)的節(jié)能改造勢(shì)在必行。?

目前，對(duì)于空壓機(jī)節(jié)能改造主要采用變頻調(diào)速技術(shù)和變速箱調(diào)速技術(shù)，即當(dāng)流量需要量減少時(shí)，就可以降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，從而較大幅度減小電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。然而采用變頻調(diào)速技術(shù)和變速機(jī)構(gòu)調(diào)速技術(shù)存在不足：?

變頻調(diào)速方式不足：?

1、成本高，尤其是大功率高壓變頻器，所需IGBT等功率組件目前主要依賴進(jìn)口，價(jià)格居高不下。?

2、由于變頻器本身的有能耗，所以效率不高：變頻器需采用PWM將50Hz交流電轉(zhuǎn)換直流電，然后再逆變?yōu)椴煌l率的交流電，在兩次變換中必然產(chǎn)生能耗和高次諧波。目前，高效變頻器的基頻效率為93-96%，諧波損失為3%，綜合效率也就在90-93%。?

3、高次諧波干擾：變頻器不可避免的高次諧波將對(duì)其接入的電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)造成不利影響，國(guó)家電網(wǎng)明文要求，其輸入端高次諧波不得高于其基頻的5%。其輸出端接電動(dòng)機(jī)，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)繞組上的高壓脈沖，破壞其絕緣，增加發(fā)熱、振動(dòng)和噪聲。?

4、可靠性降低：變頻器，特別是高壓變頻器本身的可靠性不算太高，對(duì)環(huán)境粉塵、靜電、散熱等要求高。變頻電動(dòng)機(jī)繞組受高壓脈沖作用，絕緣易擊穿，一般情況下，使用變頻調(diào)速時(shí)，必須與變頻電動(dòng)機(jī)相匹配，否則壽命降低。?

變速機(jī)構(gòu)調(diào)速方式不足：?

1、使用摩擦副傳動(dòng)方式（如CVT），雖然可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速但效率低、可靠性差，對(duì)使用扭矩大小有限制，使用功率不高，制作成本高。?

2、使用軸線齒輪傳動(dòng)方式（如AT、AMT），不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，速度變化范圍小，且在速度變化時(shí)傳動(dòng)動(dòng)力中斷，速度切換機(jī)構(gòu)復(fù)雜，綜合效率不高。?

3、使用AT變速方式，不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，速度變化范圍小，在變速時(shí)動(dòng)力傳遞仍不能完全實(shí)現(xiàn)不中斷，制作成本高。?

因此采用變速機(jī)構(gòu)，無法同時(shí)解決好無級(jí)調(diào)速、功率大、變速動(dòng)力不中斷、效率高、制作成本低等問題，造成其使用范圍受限制。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種能耗低、安全可靠、成本低、使用范圍廣的新型節(jié)能空氣壓縮裝置。?

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種新型節(jié)能空氣壓縮裝置，包括壓縮機(jī)、油分離器、冷卻器和主電機(jī)，所述壓縮機(jī)與所述油分離器連接，所述油分離器與所述冷卻器相連，所述的主電機(jī)與所述的壓縮機(jī)之間設(shè)置有行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括太陽輪、行星架和外齒圈，所述的太陽輪上設(shè)置有第一傳動(dòng)軸，所述的行星架上設(shè)置有第二傳動(dòng)軸，所述的外齒圈上設(shè)置有第三傳動(dòng)軸，所述的第一傳動(dòng)軸、所述的第二傳動(dòng)軸和所述的第三傳動(dòng)軸三個(gè)傳動(dòng)軸中的任意兩個(gè)傳動(dòng)軸分別?與所述的主電機(jī)和所述的壓縮機(jī)連接，所述的第一傳動(dòng)軸、所述的第二傳動(dòng)軸和所述的第三傳動(dòng)軸三個(gè)傳動(dòng)軸中的剩余的一個(gè)傳動(dòng)軸連接有輔電機(jī)。?

進(jìn)一步的：?

所述壓縮機(jī)優(yōu)選為雙螺桿壓縮機(jī)、單螺桿壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)中的一種。?

所述主電機(jī)優(yōu)選為定速電機(jī)，所述的輔電機(jī)優(yōu)選為調(diào)速電機(jī)。?

所述輔電機(jī)功率優(yōu)選為所述主電機(jī)功率的1/8～1/3。?