压缩机模块及空气压缩机的制作方法

1.本技术涉及空气压缩技术领域，尤其涉及一种压缩机模块及空气压缩机。


背景技术：

2.空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。而空气压缩机的作用就是提供气源动力，是气动系统的核心设备以及机电引气源装置中的主体，是将运动的机械能转换成气体压力能的装置。
3.相关技术中空气压缩机可以为两级无油空气压缩机。此两级无油空气压缩机包括两个空气压缩主机。此两个空气压缩主机之间的转速比是固定的。若其中一个空气压缩主机达到最低耗能，则另外一个空气压缩主机耗能较大，使得总体耗能较大。


技术实现要素：

4.本技术提供一种压缩机模块，包括：
5.一级空气压缩主机，包括密封设置的一级压缩腔、转动设置于所述一级压缩腔内的一级转子以及与所述一级压缩腔隔开设置的第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳与所述一级转子连接的第一待润滑组件，所述一级转子包括伸出所述一级压缩腔的第一动力输入端；
6.二级空气压缩主机，包括密封设置的二级压缩腔、转动设置于所述二级压缩腔内的二级转子以及与所述二级压缩腔隔开设置的第二容纳腔，所述二级压缩腔与所述一级压缩腔连通，所述第二容纳腔用于容纳与所述二级转子连接的第二待润滑组件，所述二级转子包括伸出所述二级压缩腔的第二动力输入端；
7.第一润滑组件，包括第一油箱，所述第一油箱与所述第一容纳腔连通；
8.第二润滑组件，包括第二油箱，所述第二油箱与所述第二容纳腔连通。
9.可选的，所述一级空气压缩主机及所述二级空气压缩主机并排间隔设置，高度平齐。
10.和/或，
11.所述一级空气压缩主机的空气压缩比大于所述二级空气压缩主机的空气压缩比。
12.可选的，所述压缩机模块包括：
13.第一增速器，包括第一箱体和设置于所述第一箱体内的第一增速组件；
14.第二增速器，包括第二箱体和设置于所述第二箱体内的第二增速组件；
15.所述第一箱体与所述第二箱体并排设置，高度平齐，所述一级空气压缩主机连接于所述第一箱体，所述一级转子与所述第一增速组件传动连接；所述二级空气压缩主机连接于所述第二箱体，所述二级转子与所述第二增速组件传动连接。
16.可选的，所述第一增速器与所述第一润滑组件上下排布，所述第一润滑组件组装于所述第一增速器的底部，所述一级空气压缩主机组装于所述第一增速器的顶部，所述一级空气压缩主机的下方设有第一容置空间；
17.所述第二增速器与所述第二润滑组件上下排布，所述第二润滑油箱组装于所述第二增速器的底部，所述二级空气压缩主机组装于所述第二增速器的顶部，所述二级空气压缩主机的下方设有第二容置空间；
18.和/或，
19.所述第一增速组件与所述第二增速组件均为齿轮传动组件，传动比均小于1。
20.可选的，所述第一润滑组件包括第一输油管路，所述第一输油管路在所述第一箱体内延伸，连通所述第一油箱以及所述第一容纳腔；
21.所述第二润滑组件包括第二输油管路，所述第二输油管路在所述第二箱体内延伸，连通所述第二油箱以及所述第二容纳腔。
22.本技术提供一种空气压缩机，包括：
23.如上述的压缩机模块；
24.第一电机，与所述第一动力输入端传动连接；
25.第二电机，与所述第二动力输入端传动连接。
26.可选的，所述空气压缩机还包括：
27.第一变频器，包括与所述第一电机连接的第一控制端，所述第一变频器通过所述第一控制端接收的第一电信号，控制所述第一电机以第一转速转动；
28.第二变频器，包括与所述第二电机连接的第二控制端，所述第二变频器通过所述第二控制端接收的第二电信号，控制所述第二输入轴以第二转速转动。
29.可选的，所述空气压缩机包括并排设置的第一增速器及第二增速器，所述第一电机与所述一级压缩主机设置在所述第一增速器的两相对侧，所述第二电机与所述二级压缩主机设置在所述第二增速器的两相对侧，所述第一电机与所述第二电机并排设置在同一侧。
30.可选的，所述第一电机与所述第二电机分别为三相异步变频电机。
31.可选的，所述空气压缩机还包括：
32.一级冷却器，位于所述一级空气压缩主机的下方；
33.二级冷却器，位于所述二级空气压缩主机的下方；
34.所述一级空气压缩主机包括与所述一级压缩腔连通的一级出气口；
35.第一输气管，连接所述一级冷却器与所述一级出气口；
36.所述二级空气压缩主机包括与所述二级压缩腔连通的二级出气口，所述二级冷却器与所述二级出气口连接；
37.第二输气管，连接所述二级冷却器与所述二级出气口。
38.本技术实施例的压缩机模块及空气压缩机，包括一级空气压缩主机及二级空气压缩主机、第一润滑组件及第二润滑组件，如此第一动力输入端及第二动力输入端独立设置，独立被驱动，一级空气压缩主机及二级空气压缩主机独立工作，减少一级空气压缩主机与二级空气压缩主机之间的结构上的耦合，实现独立变速，可以达到一级空气压缩主机的最优转速及二级空气压缩主机的最优转速，进而使得压缩机模块整体达到最优性能，减少耗能，节约能源。
附图说明
39.图1所示为本技术一个实施例的空气压缩机的一个角度的立体示意图；
40.图2所示为图1所示的空气压缩机的压缩机模块的一个角度的立体示意图；
41.图3所示为图2所示的压缩机模块的另一个角度的立体示意图；
42.图4所示为图2所示的压缩机模块中的a-a处的剖视图；
43.图5所示为图2所示的压缩机模块中的b-b处的剖视图；
44.图6所示为图1所示的空气压缩机的另一个角度的立体示意图；
45.图7所示为图6所示的空气压缩机中的第一变频器的结构示意图；
46.图8所示为本技术中包含一级冷却器、二级冷却器、第一输气管及第二输气管的空气压缩机的结构示意图。
具体实施方式
47.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
48.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
49.图1所示为本技术一个实施例的空气压缩机10的一个角度的立体示意图。空气压缩机10(亦可以称为空压机)可以压缩大气压强的空气和/或压缩后的空气等气体。空气压缩机10包括压缩机模块11及电机15。电机15与压缩机模块11连接，并为压缩机模块11提供驱动力，以使压缩机模块11工作。压缩机模块11可以作为空气压缩机10的核心部件，主要用于气体的压缩。压缩机模块11包括空气压缩主机12、润滑组件13及增速器14。空气压缩主机12分别与增速器14及润滑组件13连接。空气压缩主机12作为压缩机模块11的核心部件，其主要导入需要压缩的气体，并且将需要压缩的气体进行压缩后排出。增速器14可以为空气压缩主机12输入动力。润滑组件13内容纳油，主要为工作中的空气压缩主机12提供润滑油，起到润滑作用，同时通过润滑油带动空气压缩主机12的部分热量。
50.空气压缩机可以为两级空气压缩机。相关技术中两级空气压缩机可以是无油空气压缩机。此两级空气压缩机包括两个空气压缩主机，两个空气压缩主机之间的转速比是固定的。而工作中的空气压缩主机，会使得压缩腔体内温度变高，排气压力变化，影响预定的
空气压缩比。举例来说，在达到排气压力时，两个空气压缩主机运行速度分别为100rpm和10000rpm，在固定的转速比下，两个空气压缩主机降速为10800rpm和9000rpm。而由于温度对排气压力的影响，实际测试发现，10000rpm和9000rpm相匹配，性能最好。而10800rpm大于实际测试的10000rpm，转速过高。此空气压缩主机的排气压力上升，另一空气压缩主机的排气压力下降，从而增加另一空气压缩主机的耗功，两者相匹配之后，总的耗功变大。
51.图2所示为图1所示的空气压缩机10的压缩机模块11的一个角度的立体示意图。图3所示为图2所示的压缩机模块11的另一个角度的立体示意图。图4所示为图2所示的压缩机模块11中的a-a处的剖视图。
52.如图2、图3和图4所示，压缩机模块11包括一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122、第一润滑组件131及第二润滑组件132。一级空气压缩主机121可以实现一级压缩，二级空气压缩主机122可以实现一级压缩，可以将气体从吸入开始，经过几次升压而达到所需要的工作压力。第一润滑组件131及第二润滑组件132独立设置，且第一润滑组件131为工作中的一级空气压缩主机121润滑。第二润滑组件132为工作中的二级空气压缩主机122润滑。
53.如图4所示，一级空气压缩主机121包括密封设置的一级压缩腔31、转动设置于一级压缩腔31内的一级转子32以及与一级压缩腔31隔开设置的第一容纳腔34。一级转子32转动可以改变一级压缩腔31内的容积，从而压缩气体，使得一级空气压缩主机121达到所需的压缩比。第一容纳腔34用于容纳与一级转子32连接的第一待润滑组件35，第一待润滑组件35可以为一级转子32提供动力，在第一待润滑组件35工作过程中被润滑油润滑，减少工作所产生的热量和减少第一待润滑组件35的磨损。一级转子32包括伸出一级压缩腔31的第一动力输入端351，第一动力输入端351用于与第一电机151(如图1所示)连接并为一级转子32传递动力，从而使得一级转子32转动工作。
54.二级空气压缩主机122包括密封设置的二级压缩腔41、转动设置于二级压缩腔41内的二级转子42以及与二级压缩腔41隔开设置的第二容纳腔44。二级压缩腔41与一级压缩腔31连通，可以将一级压缩腔31的压缩气体传输给二级压缩腔41，再由二级空气压缩主机122对压缩气体再次进行压缩，使得二级空气压缩主机122达到所需的压缩比。第二容纳腔44用于容纳与二级转子42连接的第二待润滑组件，第二待润滑组件45可以为二级转子42提供动力，在第二待润滑组件45工作过程中被润滑油润滑，减少工作所产生的热量和减少第二待润滑组件45的磨损。二级转子42包括伸出二级压缩腔41的第二动力输入端451，第二动力输入端451用于与第二电机152(如图1所示)连接并为二级转子42传递动力，从而使得二级转子42转动工作。其中，第二待润滑组件45与第一待润滑组件35结构相同，在此不再赘述。
55.继续图2和图3所示，第一润滑组件131包括第一油箱36，第一油箱36与第一容纳腔34连通。第一油箱36可以容纳润滑油，第一油箱36可以为第一容纳腔34提供润滑油，来润滑第一容纳腔34中的第一待润滑组件35，并且通过润滑油可以带走第一待润滑组件35的热量。
56.第二润滑组件132包括第二油箱46，第二油箱46与第二容纳腔44连通。第二油箱46可以容纳润滑油，第二油箱46可以为第二容纳腔44提供润滑油，来润滑第二容纳腔44中的第二待润滑组件45，并且通过润滑油可以带走第二待润滑组件45的热量。
57.在本技术实施例中，第一动力输入端351及第二动力输入端451独立设置，独立被驱动，一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122独立工作，减少一级空气压缩主机121与二级空气压缩主机122之间的结构上的耦合，实现独立变速，可以达到一级空气压缩主机121的最优转速及二级空气压缩主机122的最优转速，进而使得压缩机模块11整体达到最优性能，减少耗能，节约能源。并且，第一润滑组件131及第二润滑组件132独立设置，独立分别为一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122供油，独立分别为第一容纳腔34及第二容纳腔44降温，从而减少第一容纳腔34对一级压缩腔31的热传递及第二容纳腔44对二级压缩腔41的热传递，如此不仅降低第一容纳腔34对一级压缩腔31的热传递及第二容纳腔44对二级压缩腔41的温度影响，从而提高一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122压缩比的准确性，而且延长第一待润滑组件35及第二待润滑组件45的使用寿命。
58.在一些实施例中，一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122，一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122可以分别为两个空气压缩主机及两个以上空气压缩主机，可以实现多级压缩，以满足气体较高的工作压力需求，节约能源。当然空气压缩机10并不限于只有两级压缩，也可以是两级以上压缩，可以根据实际需求进行确定。其中，此两个以上空气压缩主机不包括两个空气压缩主机。
59.如图4所示，在一些实施例中，第一待润滑组件35可以包括传动部件48及第一电机151的输出轴(未图示)，传动部件48分别与第一电机151的输出轴及一级转子32连接。第二待润滑组件45可以包括传动部件48及第二电机152的输出轴，传动部件48分别与第二电机152的输出轴及二级转子42传动连接。其中，传动部件48比如轴承等部件。如此设置，一级转子32可以与传动部件48连接，然后通过传动部件48与第一电机151的输出轴连接，并且二级转子42可以与传动部件48连接，然后通过传动部件48与第二电机152的输出轴连接，提高传动的准确性。在另一些实施例中，第一待润滑组件35可以为第一电机151的输出轴，第二待润滑组件45可以为第二电机152的输出轴。如此，可以一级转子32可以直接与第一电机151传动连接，由第一电机151提供动力，并且二级转子42可以直接与第二电机152连接，由第二电机152提供动力，减少部件的设置，节约空间。
60.如图2所示，一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122并排间隔设置，高度a平齐。如此并排设置一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122，方便布局，结构紧凑，节约空间，同时，一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122之间具有间隔，被独立驱动，互不干涉，提高作业的安全性。
61.在一些实施例中，一级空气压缩主机121的空气压缩比大于二级空气压缩主机122的空气压缩比。如此设置一级空气压缩主机121与二级空气压缩主机122，可以实现多级空气压缩主机的配合，实现更高的空气压缩比。同时，在一级空气压缩主机121压缩的基础上，二级空气压缩主机122可以使用小于一级空气压缩主机121的空气压缩比，可以提高能效，减少耗能，更节能。在另一些实施例中，一级空气压缩主机121的空气压缩比小于二级空气压缩主机122的空气压缩比。在另一些实施例中，一级空气压缩主机121的空气压缩比等于二级空气压缩主机122的空气压缩比。如此一级空气压缩主机121及二级空气压缩主机122被独立驱动，可以在最大压缩比的限制下，实现任意的压缩比，在此并不做限定。
62.继续如图2所示，第一润滑组件131包括第一输油管路52，可以给第一容纳腔34供油。第一输油管路52在第一箱体37内延伸，连通第一油箱36以及第一容纳腔34。第二润滑组
件132包括第二输油管路62，可以给第二容纳腔44供油。第二输油管路62在第二箱体47内延伸，连通第二油箱46以及第二容纳腔44。如此设置第一输油管路52及第一输油管路52占用的压缩机模块11的外部空间少，体积较小，节约成本，方便其他部件布局。
63.如图2和图1所示，压缩机模块11包括第一增速器39及第二增速器49。第一增速器39可以提高第一电机151的转速，使得一级转子32的转速提高，符合用户需求。第二增速器49可以提高第二电机152的转速，使得二级转子42的转速提高，符合用户需求。
64.图5所示为图2所示的压缩机模块11中的b-b处的剖视图。
65.如图2和图5所示，第一增速器39包括第一箱体37和设置于第一箱体37内的第一增速组件38。第一箱体37可以容纳第一增速组件38。第二增速器49包括第二箱体47和设置于第二箱体47内的第二增速组件18，第二增速组件18与第一增速组件38的结构相同，在此不再赘述。第二箱体47可以容纳第二增速组件18。第一箱体37与第二箱体47并排设置，高度b平齐，一级空气压缩主机121连接于第一箱体37，一级转子32与第一增速组件38传动连接；二级空气压缩主机122连接于第二箱体47，二级转子42与第二增速组件18传动连接。如此第一增速器39及第二增速器49独立设置，各自对应独立与一级转子32及二级转子42连接，可以独立提高一级转子32及二级转子42速度，提高了压缩机模块11的适配性，布局整齐，节约空间。
66.继续图2所示，第一增速器39与第一润滑组件131上下排布，第一润滑组件131组装于第一增速器39的底部，一级空气压缩主机121组装于第一增速器39的顶部，一级空气压缩主机121的下方设有第一容置空间51。第一容置空间51可以容纳空气压缩机10的其他部件，比如一级冷却器54。第二增速器49与第二润滑组件132上下排布，第二润滑油箱组装于第二增速器49的底部，二级空气压缩主机122组装于第二增速器49的顶部，二级空气压缩主机122的下方设有第二容置空间61，第二容置空间61可以空气压缩机10容纳其他部件，比如二级冷却器64。如此上下排布设置第一增速器39、第一润滑组件131，第二增速器49与第二润滑组件132，结构紧凑，方便布局，占据空间小，并且，二级空气压缩主机122的下方设有第二容置空间61及一级空气压缩主机121的下方设有第一容置空间51，可以容纳其他零部件，充分利用各空间，提高空间利用率，占用空间小。
67.如图4和图5所示，第一增速组件38与第二增速组件18均为齿轮传动组件，传动比均小于1。如此设置第一增速组件38与第二增速组件18，齿轮传动实现增速，传动精度高，可以更为准确地为一级转子32及二级转子42传递动力，进而减少传动过程中的损耗。其中，第一增速组件38包括主动齿轮381及背对一级空气压缩主机121伸出第一箱体37的输入轴382，主齿轮381套设于输入轴382。输入轴382有前后端的径向支撑和一端的轴向定位。一级空气压缩主机121中安装有从动齿轮1211，从动齿轮1211装在压缩机上，为悬臂梁结构，主动齿轮381与从动齿轮1211啮合。二级空气压缩主机122的从动齿轮与一级空气压缩主机121的从动齿轮1211除齿轮比不同以外，其他结构均相同，在此不再赘述。
68.如图5所示，第一电机151和第二电机152的最大转速相同。根据所需功率段，一级空气压缩主机121和二级空气压缩主机122的最大转速分别一级空气压缩主机121连接的主动齿轮381和二级空气压缩主机122连接的主动齿轮传动比。
69.图6所示为图1所示的空气压缩机10的另一个角度的立体示意图。图7所示为图6所示的空气压缩机10中的第一变频器53的结构示意图。
70.如图6和图4所示，本技术实施例提供的空气压缩机10中第一电机151与第一动力输入端351传动连接，第二电机152与第二动力输入端451传动连接。如此设置第一动力输入端351被第一电机151独立控制，第二动力输入端451被第二电机152独立控制，一级空气压缩主机121和二级空气压缩主机122可以实现任一转速的匹配，从而达到最佳的性能，能耗最小。
71.在一些实施例中，第一电机151与第二电机152分别为三相异步变频电机15。如此设置第一电机151与第二电机152，可以分别与第一增速器39中的主动齿轮381以及第二增速器49中的主动齿轮381相配合，通过增速达到所需的轮速，从而达到一级空气压缩主机121和二级空气压缩主机122各自所需的轮速，提高压缩机模块11的适用性。在另一些实施例中，第一电机151和第二电机152分别为永磁变频电机。如此设置的永磁变频电机，转速较高，第一电机151和第二电机152可以直接分别与第一动力输入端351传动连接和与第二动力输入端451传动连接，减少部件的设置，简化结构，并且可以实现任一转速的匹配，从而达到最佳的转速比。
72.如图6所示，空气压缩机还包括第一变频器53及第二变频器63。第一变频器53可以改变第一电机151的频率，第二变频器63可以改变第二电机152的频率。第一变频器53包括与第一电机151连接的第一控制端，第一变频器53通过第一控制端接收的第一电信号，控制第一电机151以第一转速转动。第二变频器63包括与第二电机152连接的第二控制端，第二变频器63通过第二控制端接收的第二电信号，控制第二电机152以第二转速转动。如此第一电机151和第二电机152分别独立被第一变频器53和第二变频器63改变电流大小，从而改变第一电机151和第二电机152的转动频率，以实现第一电机151和第二电机152的任一转速匹配，从而达到最佳的转速比，进而一级空气压缩主机121和二级空气压缩主机122可以实现最佳转速的转速适配，从而减少耗能，达到最佳性能。
73.如图7所示的第一变频器53与第二变频器63结构相同。第二变频器63与第一变频器53相邻且同高度设置，如此结构紧凑，方便设置。图7中第二变频器63位于第一变频器53左侧，且处于第二变频器外壳的内侧，图7中未示意第二变频器63。
74.在一些实施例中，空气压缩机包括并排设置的第一增速器39及第二增速器49，第一电机151与一级压缩主机设置在第一增速器39的两相对侧，第二电机152与二级压缩主机设置在第二增速器49的两相对侧，第一电机151与第二电机152并排设置在同一侧。如此并排设置第一增速器39及第二增速器49，使得布局整齐，可以预留出空间，方便设置各零部件。
75.图8所示为本技术中包含一级冷却器54、二级冷却器64、第一输气管55及第二输气管的空气压缩机10的结构示意图。
76.如图8所示，空气压缩机还包括一级冷却器54、二级冷却器64、第一输气管55及第二输气管(图中未示意)。一级冷却器54可以实现一级冷却，二级冷却器64可以实现二级冷却。在采用多级压缩时，需要将经过一级压缩后的压缩的气体，先进行一级冷却器54的等压冷却以降低温度后，再进入下一级压缩主机12。如此设置一级冷却器54，可以温度降低、密度增大，这样易于下一级空气压缩主机进一步的压缩，相较于一次压缩可以大大节省耗功量。其中，一级冷却器54、二级冷却器64可以分别包括两个冷却器及两个以上冷却器，此两个以上冷却器不包括两个冷却器。第一输气管55传输一级空气压缩主机121的压缩空气给
一级冷却器54进行冷却。第二输气管传输二级空气压缩主机122的压缩空气给一级冷却器54进行冷却。如此，可以将一次压缩后的气体输入给冷却器，提高气体压缩的效率。
77.其中，一级冷却器54位于一级空气压缩主机121的下方；二级冷却器64位于二级空气压缩主机122的下方。
78.一级空气压缩主机121包括与一级压缩腔31连通的一级出气口311。第一输气管55分别连接一级冷却器54与一级出气口311；二级空气压缩主机122包括与二级压缩腔41连通的二级出气口411，二级冷却器64与二级出气口411连接；第二输气管分别连接二级冷却器64与二级出气口411。如此设置一级冷却器54、二级冷却器64、第一输气管55及第二输气管，结构紧凑，方便布局，并且通过独立的第一电机151和第二电机152的控制，可以实现一级空气压缩主机121和二级空气压缩主机122各自独立的压缩功能，可以在最大轮速的限定内，以满足不同用户对轮速的不同要求。
79.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。