双机头SF6气体压缩机

1007 编辑：中冶有色技术网来源：南通虹登机械设备有限公司

2023-12-22 14:20:47

权利要求书： 1.一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：包括两组对称设置的压缩组件(2)，两组所述压缩组件(2)之间设有驱动其同步工作的双轴电动机(1)；每组所述压缩组件(2)均包括无油曲轴箱(3)，所述曲轴箱(3)内定位转动安装有定位轴(41)，所述定位轴(41)连接有偏心设置的偏心轴(4)，所述偏心轴(4)连接有与定位轴(41)同轴设置的输入轴(42)，所述双轴电动机(1)和两根输入轴(42)之间设有磁耦合驱动装置(5)；每个所述曲轴箱(3)外均设有低压气缸(6)，所述低压气缸(6)内滑动安装有活塞(61)，所述活塞(61)连接有垂直于偏心轴(4)且与偏心轴(4)连接的连杆(62)；每个所述低压气缸(6)均设有进气口(64)和出气口(65)，所述进气口(64)和对应曲轴箱(3)连通，且两组所述压缩组件(2)中低压气缸(6)的出气口(65)并联出气。

2.根据权利要求1所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：每组所述压缩组件(2)中的低压气缸(6)至少设有两个，多个所述低压气缸(6)圆周阵列设置在对应曲轴箱(3)外，且每个所述低压气缸(6)上的连杆(62)交错连接在对应偏心轴(4)上。

3.根据权利要求2所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：两组所述压缩组件(2)中的多个低压气缸(6)的进气口(64)之间连接有并联进气管道(7)，且所述进气并联管道与两个曲轴箱(3)均连通；两组所述压缩组件(2)中的多个低压气缸(6)的出气口(65)之间连接有并联出气管道(8)。

4.根据权利要求3所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：所述磁耦合驱动装置(5)包括安装在对应曲轴箱(3)一端的套壳(51)，所述双轴电动机(1)的两端分别伸入对应套壳(51)内且连接有外磁体(52)，每组压缩组件(2)中的输入轴(42)分别连接有位于对应套壳(51)内的内磁体(54)，每组压缩组件(2)中对应的内磁体(54)和外磁体(52)之间设有非金属密封隔套(53)。

5.根据权利要求4所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：每组所述压缩组件(2)中的套壳(51)外均设有散热片(55)，所述散热片(55)盘绕在对应套壳(51)外。

6.根据权利要求1?5中任意一项所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：每个所述曲轴箱(3)内均设有蛇形降温管(9)，所述蛇形降温管(9)两端伸出曲轴箱(3)且之间连接有冷却气罐(92)，所述蛇形降温管(9)上设有位于曲轴箱(3)外的控制阀(91)。

7.根据权利要求6所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：所述曲轴箱(3)内设有温度传感器(31)，所述温度传感器(31)与冷却气罐(92)以及控制阀(91)通信控制连接。

8.根据权利要求7所述的一种双机头SF6气体压缩机，其特征在于：所述曲轴箱(3)内设有压力传感器(32)，所述压力传感器(32)通信控制连接有安装在曲轴箱(3)外的报警器(33)。

说明书：一种双机头SF6气体压缩机技术领域[0001] 本实用新型涉及气体压缩机技术领域，尤其涉及一种双机头SF6气体压缩机。背景技术[0002] 往复式压缩机属于容积式压缩机，是使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。曲轴带动连杆，连杆带动活塞，活塞做上下运动，活塞运动使气缸

内的容积发生变化，当活塞向下运动的时候，气缸容积增大，进气阀打开，排气阀关闭，气体

被吸进来，完成进气过程；当活塞向上运动的时候，气缸容积减小，出气阀打开，进气阀关

闭，完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙，气缸内有润滑油润

滑活塞环。

[0003] 目前单机头SF6气态压缩机的排气量较低，工作效率较低，应用范围仅限于小型中央气站，如果要运用到大型中央气站，需要增加配置数量，这样会极大地增加运行成本，且

占据较大的空间。

实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的是提供一种双机头SF6气体压缩机，利用双轴电动机在功率不变的情况下实现两组压缩组件同步运作，排气量提高两倍，但体积只是适当增加一点，在大

型中央气站设计中可使主站设备更加小型化，效率提高两倍，有效降低成本。

[0005] 本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：[0006] 一种双机头SF6气体压缩机，包括两组对称设置的压缩组件，两组所述压缩组件之间设有驱动其同步工作的双轴电动机；每组所述压缩组件均包括无油曲轴箱，所述曲轴箱

内定位转动安装有定位轴，所述定位轴连接有偏心设置的偏心轴，所述偏心轴连接有与定

位轴同轴设置的输入轴，所述双轴电动机和两根输入轴之间设有磁耦合驱动装置；每个所

述曲轴箱外均设有低压气缸，所述低压气缸内滑动安装有活塞，所述活塞连接有垂直于偏

心轴且与偏心轴连接的连杆；每个所述低压气缸均设有进气口和出气口，所述进气口和对

应曲轴箱连通，且两组所述压缩组件中低压气缸的出气口并联出气。

[0007] 通过采用上述技术方案，双轴电动机工作时，通过磁耦合驱动装置驱动两组压缩组件中的输入轴带动偏心轴同步转动，通过偏心轴的偏心转动驱动对应连杆带动活塞在低

压气缸内往复移动，实现对SF6气体的压缩，SF6气体从两组压缩组件中低压气缸的出气口

并联输出到用气设备，有效提高排气量。上述利用一个双轴电动机驱动其两端对称设置的

压缩组件同步工作，将排气量提高两倍，效率提高两倍，但体积只适当增加了一点，使得设

备更加小型化。而双轴电动机利用磁耦合驱动装置驱动两侧的压缩组件同步工作，保证两

组压缩组件中输入轴的同心度和启动扭矩相同，保证两组压缩组件的同步等效工作。另外，

磁耦合驱动装置和无油的曲轴箱使得压缩机无油工作，避免SF6泄漏且保证压缩SF6的纯净

度，而且无油压缩机相较于普通压缩机成本要高很多，设置双机头不仅提高排气量还极大

地降低成本。

[0008] 进一步地，每组所述压缩组件中的低压气缸至少设有两个，多个所述低压气缸圆周阵列设置在对应曲轴箱外，且每个所述低压气缸上的连杆交错连接在对应偏心轴上。

[0009] 通过采用上述技术方案，每组压缩组件中至少包括两个圆周阵列设置的低压气缸，多个进气口进气多个出气口出气，每组压缩组件中并联的低压气缸能进一步提高每组

压缩组件的排气量，使得整个双机头压缩机的排气量更大，效率提高更多，满足中央气站的

使用需求。其中，每组压缩组件中低压气缸上的连杆交错连接在对应偏心轴上，不仅方便连

杆和偏心轴的安装连接，且保证平衡，提高运行的稳定性。

[0010] 进一步地，两组所述压缩组件中的多个低压气缸的进气口之间连接有并联进气管道，且所述进气并联管道与两个曲轴箱均连通；两组所述压缩组件中的多个低压气缸的出

气口之间连接有并联出气管道。

[0011] 通过采用上述技术方案，两组压缩组件中的多个低压气缸的进气口之间通过并联进气管道相连，这样只需并联进气管道和供气设备及两个曲轴箱相连即可，无需每个低压

气缸都单独连接，不仅方便安装，降低成本，而且降低SF6气体泄漏风险。同样地，两组压缩

组件中多个低压气缸的出气口通过并联出气管道相连，这样只需并联出气管道和用气设备

相邻即可，简化结构、方便安装且避免气体泄漏。

[0012] 进一步地，所述磁耦合驱动装置包括安装在对应曲轴箱一端的套壳，所述双轴电动机的两端分别伸入对应套壳内且连接有外磁体，每组压缩组件中的输入轴分别连接有位

于对应套壳内的内磁体，每组压缩组件中对应的内磁体和外磁体之间设有非金属密封隔

套。

[0013] 通过采用上述技术方案，双轴电动机带动两端的外磁体转动时，在外磁体和对应内磁体的磁耦合作用下，内磁体带动对应输入轴同步转动，实现驱动两组压缩组件中的偏

心轴带动连杆和活塞往复运动压缩SF6。其中，内磁体和外磁体之间的非金属密封隔套将内

磁体和外磁体隔离开，输入轴依靠磁耦合传动，无动密封结构，使曲轴箱和外界全密封隔

离，有效防止SF6气体的泄漏。

[0014] 进一步地，每组所述压缩组件中的套壳外均设有散热片，所述散热片盘绕在对应套壳外。

[0015] 通过采用上述技术方案，在压缩SF6过程中曲轴箱内会产生大量的热量，双轴电动机长时间运转也会产生热量，外磁体和内磁体上时间处于高温状态下磁力会有所下降，影

响磁耦合传动效果。因此，在套壳外盘绕散热片，利用散热片对套壳进行散热，降低套壳内

的温度，避免外磁体和内磁体的磁力下降影响磁耦合传动效果，提高使用寿命，其结构简

单，效果明显。

[0016] 进一步地，每个所述曲轴箱内均设有蛇形降温管，所述蛇形降温管两端伸出曲轴箱且之间连接有冷却气罐，所述蛇形降温管上设有位于曲轴箱外的控制阀。

[0017] 通过采用上述技术方案，在压缩SF6过程中曲轴箱内会产生大量的热量，利用冷却气罐为蛇形降温管提供循环冷气，在冷气循环过程中带走曲轴箱内的热量，实现对曲轴箱

内SF6的降温，解决曲轴箱的发热问题，保证安全性且提高使用寿命。其中，蛇形降温管的蛇

形结构可以增加冷气的循环行程，提高对曲轴箱的降温效果。

[0018] 进一步地，所述曲轴箱内设有温度传感器，所述温度传感器与冷却气罐以及控制阀通信控制连接。

[0019] 通过采用上述技术方案，在曲轴箱内设置温度传感器监测曲轴箱内的温度，当温度过高超过安全范围时，温度传感器通信控制使得控制阀开启，冷却气罐工作，冷却气罐为

蛇形降温管提供循环冷气，对曲轴箱进行降温处理。这样利用温度传感器自动控制冷却气

罐和控制阀的工作，无需时刻降温，保证压缩组件的正常工作且降低成本。

[0020] 进一步地，所述曲轴箱内设有压力传感器，所述压力传感器通信控制连接有安装在曲轴箱外的报警器。

[0021] 通过采用上述技术方案，在曲轴箱内设置压力传感器，通过压力传感器监测曲轴箱的内部压力，当压力传感器监测到曲轴箱内的压力超高安全范围时，压力传感器通信控

制报警器发出警报，提醒工作人员检查设备，避免设备产生故障导致曲轴箱内压力骤增容

易发生安全事故，其结构简单，安全可靠。

[0022] 综上所述，本实用新型具有以下有益效果：[0023] 1、设置双轴电动机且其两侧连接两组对称设置的压缩组件，利用双轴电动机驱动两组压缩组件同步工作，将排气量提高两倍，效率提高两倍，但体积只适当增加了一点，使

得设备更加小型化；

[0024] 2、双轴电动机和两侧的压缩组件之间通过磁耦合驱动装置进行传动，保证两组压缩组件中输入轴的同心度和启动扭矩相同，保证两组压缩组件的同步等效工作；

[0025] 3、设置温度传感器、蛇形降温管、控制阀、冷却气罐等，在曲轴箱内温度过高超过安全范围时自动循环冷气对曲轴箱进行降温，提高安全性。

附图说明[0026] 图1是一种双机头SF6气体压缩机的整体结构示意图。[0027] 图中，1、双轴电动机；2、压缩组件；3、曲轴箱；31、温度传感器；32、压力传感器；33、报警器；4、偏心轴；41、定位轴；42、输入轴；5、磁耦合驱动装置；51、套壳；52、外磁体；53、非

金属密封隔套；54、内磁体；55、散热片；6、低压气缸；61、活塞；62、连杆；63、散热翅片；64、进

气口；65、出气口；7、并联进气管道；8、并联出气管道；9、蛇形降温管；91、控制阀；92、冷却气

罐。

具体实施方式[0028] 以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

[0029] 一种双机头SF6气体压缩机，如图1所示，包括两组对称设置的压缩组件2，在两组压缩组件2之间设有驱动其同步工作的双轴电动机1。每组压缩组件2均包括无润滑油的曲

轴箱3，在曲轴箱3内通过轴承定位转动安装有沿双轴电动机1轴向设置的定位轴41，定位轴

41连接有偏心设置的偏心轴4，偏心轴4连接有与定位轴41同轴设置的输入轴42，双轴电动

机1两侧的输入轴42和两根输入轴42之间设有磁耦合驱动装置5。如图1所示，双轴电动机1

通过磁耦合驱动装置5驱动两根输入轴42带动对应的偏心轴4偏心转动，磁耦合驱动方式能

够保证两组压缩组件2中输入轴42的同心度和启动扭矩相同，保证两组压缩组件2的同步等

效工作。

[0030] 如图1所示，每个曲轴箱3外均设有多个圆周阵列设置在曲轴箱3外的低压气缸6，每个低压气缸6内均滑动安装有活塞61，活塞61和低压气缸6之间的活塞环为自润滑的非金

属活塞环，且活塞61连接有垂直于偏心轴4且与偏心轴4连接的连杆62。通过偏心轴4的偏心

转动带动连杆62和活塞61在低压气缸6内往复运动，实现对SF6气体的压缩。如图1所示，在

本实施例中每个曲轴箱3外对称设有两个结构相同的低压气缸6，且每个曲轴箱3外的两个

低压气缸6上的连杆62交错连接在对应偏心轴4上，即两个低压气缸6不在同一个平面上，不

仅方便连杆62和偏心轴4的连接，而且保证运行平稳。其中，为了进一步提高偏心轴4转动的

平衡，偏心轴4两端分别设有将其与定位轴41和输入轴42连接的平衡轮。

[0031] 如图1所示，每个低压气缸6均设有进气口64和出气口65，两组压缩组件2中四个低压气缸6的进气口64之间通过并联进气管道7并联，并联进气管道7连接供气设备且和两个

曲轴箱3相连通。两组压缩组件2中四个低压气缸6的出气口65之间通过并联出气管道8连

通，并联出气管道8连接用气设备，实现并联出气。如图1所示，利用一个双轴电动机1驱动其

两端对称设置的压缩组件2同步工作，将压缩组件2的排气量提高两倍，效率提高两倍，但体

积只适当增加了一点，使得设备更加小型化。本实施例中两组压缩组件2四个低压气缸6并

3

联压缩SF6气体的排气量至少能达到20Nm/h。如图1所示，在每个低压气缸6外均安装有散

热翅片63，对低压气缸6进行降温散热，保证低压气缸6的使用寿命且提高安全性。

[0032] 如图1所示，在本实施例中，磁耦合驱动装置5包括通过法兰固定安装在对应曲轴箱3一端的套壳51，双轴电动机1的两端分别伸入对应套壳51内且通过平键连接有外磁体

52，每组压缩组件2中的输入轴42分别通过平键连接有位于对应套壳51内的内磁体54，每组

压缩组件2中对应的内磁体54和外磁体52之间设有几字形的非金属密封隔套53，且非金属

密封隔套53固定在法兰上。双轴电动机1带动两个外磁体52同步转动时，在外磁体52和对应

内磁体54的磁耦合作用下，内磁体54带动对应输入轴42同步转动，实现驱动对应偏心轴4带

动连杆62和活塞61往复运动压缩SF6。其中，如图1所示，为了避免压缩过程中曲轴箱3内产

生的热量以及双轴电动机1长时间转动产生的热量影响内磁体54和外磁体52的磁力，在每

个套壳51外均盘绕有散热片55，利用散热片55对套壳51进行散热降温。

[0033] 在本实施例中，活塞61上的活塞环由聚四氟乙烯为基体、添加碳纤维和聚酰亚胺混合制成，非金属密封隔套53由尼龙加玻璃纤维制成。如图1所示，内磁体54和外磁体52之

间的非金属密封隔套53将内磁体54和外磁体52隔离开，输入轴42依靠磁耦合传动，无动密

封结构，使曲轴箱3和外界全密封隔离，有效防止压缩SF6气体的泄漏。而曲轴箱3内不添加

任何润滑油，且活塞61和低压气缸6之间无需润滑油，实现整个压缩机的无油工作，保证压

缩SF6气体的纯净度。整个装置无油工作，避免SF6泄漏且保证SF6的纯净度，而且无油压缩

机相较于普通的压缩机成本要高很多，设置双机头不仅提高排气量还极大地降低成本。

[0034] 如图1所示，在每个曲轴箱3内均设有蛇形降温管9，蛇形降温管9两端伸出曲轴箱3且之间连接有冷却气罐92，蛇形降温管9上设有位于曲轴箱3外的控制阀91，且曲轴箱3内设

有与控制阀91及冷却气罐92通信控制连接的温度传感器31。温度传感器31监测曲轴箱3内

的温度超过安全范围时，温度传感器31通信控制使得控制阀91开启，冷却气罐92工作，冷却

气罐92为蛇形降温管9提供循环冷气，在冷气循环过程中带走曲轴箱3内的热量，实现对曲

轴箱3内SF6气体的降温，解决曲轴箱3的发热问题，保证安全性且提高使用寿命。在本实施

例中，蛇形降温管9设置在偏心轴4下方，避免影响偏心轴4的偏心转动。

[0035] 另外，如图1所示，在曲轴箱3内还设有压力传感器32，压力传感器32通信控制连接有安装在曲轴箱3外的报警器33，当压力传感器32监测到曲轴箱3内的压力超高安全范围

时，压力传感器32通信控制报警器33发出警报，提醒工作人员检查设备，避免设备产生故障

导致曲轴箱3内压力骤增容易发生安全事故。

[0036] 本实用新型的工作原理和使用方法：[0037] SF6气体从并联进气管道7进入两组压缩组件2中，经过压缩后从并联出气管道8并联出气送入用气设备中。压缩过程具体为，双轴电动机1带动两端的外磁体52转动，在内磁

体54和外磁体52的磁耦合作用下，内磁体54带动对应输入轴42同步转动，输入轴42通过带

动对应偏心轴4偏心转动来驱动连杆62和活塞61在对应低压气缸6内往复运动，实现对SF6

气体的压缩。利用一个双轴电动机1驱动两组压缩组件2同步工作，两组压缩组件2中的四个

3

低压气缸6并联压缩SF6气体的排气量至少可达20Nm /h，极大地提高了排气量，但体积只是

适当增加一点，在大型中央气站设计中可使主站设备更加小型化，效率提高两倍，有效降低

成本。

[0038] 上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组

合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术

或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则

都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。