CN111075725B - 安全喷液装置及其喷液螺杆压缩机系统 - Google Patents

Abstract

一种安全喷液装置，包括壳体、内芯和弹性元件；壳体具有内腔，内腔具有喷液入口、主喷液出口、辅助喷液出口和引压接口；内芯和弹性元件分别设置在内腔中，弹性元件的一端固定，另一端抵接内芯的一端，内芯的另一端面向引压接口；内芯在常态下封堵辅助喷液出口，并使喷液入口与主喷液出口连通；当输入引压接口的介质施加给内芯的压力大于弹性元件施加给内芯的弹力时，内芯发生移动，以使喷液入口同时与主喷液出口和辅助喷液出口连通。本发明还公开了一种采用上述安全喷液装置的喷液螺杆压缩机系统。本发明能够减少因压缩机的雾化喷嘴发生堵塞而不能喷液的风险。

Description

安全喷液装置及其喷液螺杆压缩机系统

技术领域

本发明涉及工艺气螺杆压缩机技术。

背景技术

工艺气螺杆压缩机阴、阳转子之间通过同步齿轮传动，两转子型线表面之间无接触，运转过程中阴、阳转子和壳体三者形成的密封腔靠极小的间隙形成一种低泄漏密封。螺杆压缩机阴、阳转子及壳体之间的间隙较小决定了介质压缩过程中的温升不能过大，以防止转子受热膨胀导致阴、阳转子之间或转子与壳体之间接触摩擦，导致压缩机损坏。为了使螺杆压缩机应用于更高压比的工艺流程，充分发挥设备优点，绝大多数工艺气螺杆压缩机采用喷液方式运行，一方面可控制压缩过程温升，防止机组损坏，另一方面可提高间隙密封效果，提高容积效率。

目前压缩机入口处喷液装置的主要形式有雾化喷嘴或在吸气端的入口短接上钻孔，引进一根在管壁上钻多个小孔的直形喷液管。喷液介质经由雾化喷嘴喷出，或由直形喷液管流入，再由直形喷液管管壁上的多个小孔喷入压缩机内。喷入后的液体与介质气在压缩机入口处混合，一起进入压缩机工作腔进行压缩。

为了保证喷液装置的雾化效果，喷液孔的直径不能太大，这样可以提高入口液相与气相的混合程度，进而提高喷液介质的冷却效果和密封效果。然而，由于雾化喷嘴或直形喷液管的喷液孔的直径较小，因此在机组运转的过程中很容易出现雾化喷嘴或直形喷液管堵塞的现象。如果发生了雾化喷嘴或直形喷液管堵塞、喷液停止的情况，很容易引起转子受热膨胀导致转子与壳体之间咬死。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可用于工艺气螺杆压缩机入口的安全喷液装置，其能够减少因压缩机的雾化喷嘴发生堵塞而不能喷液的风险，保证工艺气喷液螺杆压缩机稳定、高效地运行。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种喷液螺杆压缩机系统。

本发明提供了一种安全喷液装置，包括壳体、内芯和弹性元件；壳体具有内腔，内腔具有喷液入口、主喷液出口、辅助喷液出口和引压接口；内芯和弹性元件分别设置在内腔中，弹性元件的一端固定，弹性元件的另一端抵接内芯的一端，内芯的另一端面向引压接口；内芯在常态下封堵辅助喷液出口，并使喷液入口与主喷液出口连通；当输入引压接口的介质施加给内芯的压力大于弹性元件施加给该内芯的弹力时，内芯发生移动，以使喷液入口同时与主喷液出口和辅助喷液出口连通。

本发明还提供了一种喷液螺杆压缩机系统，包括压缩机本体、与压缩机本体的进气口连通的入口管路、与压缩机本体的排气口连通的排气管路、入口喷液管路、前述的安全喷液装置、主雾化喷嘴、辅助雾化喷嘴和引流管；安全喷液装置的喷液入口与入口喷液管路连通，安全喷液装置的主喷液出口通过第一管路连通于主雾化喷嘴，安全喷液装置的辅助喷液出口通过第二管路连通于辅助雾化喷嘴，主雾化喷嘴和辅助雾化喷嘴分别伸入入口管路中；引流管的一端连通于入口喷液管路，引流管的另一端连通于安全喷液装置的引压接口。

本发明至少具有以下优点：

本发明实施例的安全喷液装置设有引压接口和两个喷液出口，在实际使用时引压接口连通于压缩机的入口喷液管路，两个喷液出口分别连通于两个雾化喷嘴。在常态下仅有一个喷液出口与喷液入口连通，而一旦与该喷液出口相连的雾化喷嘴发生堵塞，会导致输入引压接口的介质施加给内芯的压力大于弹性元件施加给该内芯的弹力，使得另一个喷液出口也与喷液入口形成流体连通，相应地，与该另一个喷液出口相连的雾化喷嘴开始喷液，从而避免了因一个雾化喷嘴发生堵塞而停止喷液的情况，确保工艺气喷液螺杆压缩机能稳定、高效地运行。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的安全喷液装置的剖面示意图，其中，安全喷液装置的内芯处于常态。

图2示出了采用根据本发明实施例的安全喷液装置的喷液螺杆压缩机系统的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

图1示出了根据本发明实施例的安全喷液装置的剖面示意图。请参考图1，根据本发明实施例的安全喷液装置100包括壳体11、内芯12和弹性元件13。

壳体11具有内腔10，内腔10具有喷液入口101、主喷液出口102、辅助喷液出口103和引压接口104。

内芯12和弹性元件13分别设置在内腔10中，弹性元件13的一端固定，弹性元件13的另一端抵接内芯12的一端，内芯12的另一端面向引压接口104。

在本实施例中，喷液入口101、主喷液出口102和辅助喷液出口103分别设置在壳体11的侧壁11a上，喷液入口101位于壳体侧壁的第一侧，主喷液出口102和辅助喷液出口103位于壳体侧壁的第二侧，第二侧相对于第一侧。引压接口104设置在壳体一端的端壁11b上。弹性元件13的一端与壳体另一端的端壁11c相连。

可选地，内芯12的一端的端面与壳体共同限定一弹性元件腔10a，弹性元件13设置在弹性元件腔10a内。

可选地，弹性元件13为弹簧。壳体11和内芯12均呈圆柱体形。

进一步地，壳体11的侧壁内表面设有第一环形凹槽111和第二环形凹槽112；主喷液出口102贯通于第一环形凹槽111的底面，辅助喷液出口103贯通于第二环形凹槽112的底面。

本实施例中，内芯12的侧面设有第三环形凹槽123，喷液入口101和主喷液出口102在内芯12处于常态时分别正对第三环形凹槽123，以使得喷液入口101与主喷液出口102形成流体连通，即从喷液入口101流入的流体可通过第三环形凹槽123流入主喷液出口102。另一方面，内芯12在常态下封堵了辅助喷液出口103，使得从喷液入口101流入的流体不会流入辅助喷液出口103。

图2示出了采用根据本发明实施例的安全喷液装置100的喷液螺杆压缩机系统的整体结构示意图。如图2所示，该喷液螺杆压缩机系统包括压缩机本体21、与压缩机本体21的进气口连通的入口管路22、与压缩机本体21的排气口连通的排气管路23、与入口管路22连通的入口喷液管路24、主雾化喷嘴25、辅助雾化喷嘴26、引流管27、前述的安全喷液装置100、温度变送器20和控制装置300。

安全喷液装置100的喷液入口101与入口喷液管路24连通，安全喷液装置100的主喷液出口102通过第一管路281连通于主雾化喷嘴25，安全喷液装置100的辅助喷液出口103通过第二管路282连通于辅助雾化喷嘴26，主雾化喷嘴25和辅助雾化喷嘴26分别伸入入口管路22中。引流管27的一端连通于入口喷液管路24，引流管27的另一端连通于安全喷液装置100的引压接口104。

在本实施例中，在入口喷液管路24上设有入口喷液阀组29，调节入口喷液的流量。在压缩机本体21的运行过程中，为防止气相温度过高导致压缩机转子与壳体内壁咬合，通过入口喷液管路24向入口管路22内喷液，既可以对转子起到降温的作用，同时也可以对压缩机起到密封效果。

温度变送器设置在排气管路23上；温度变送器20的输出端与控制装置300的输入端连接，控制装置300的输出端与入口喷液阀组29的控制输入端连接。

介质气通过入口管路22进入到压缩机本体21，喷液介质经过入口喷液阀组29和安全喷液装置100进入到主雾化喷嘴25，入口喷液介质与介质气在入口管路22中混合，然后进入到压缩机本体21的腔体内进行压缩。温度变送器20将温度信号输出到控制装置300，控制装置300根据温度测量值调节入口喷液阀组29的阀门开度，维持压缩机本体出口温度的恒定。控制装置300可采用PLC控制器。

当主雾化喷嘴25出现堵塞，喷液量减少，压缩机本体的出口温度升高，喷液阀组29的开度增大，入口喷液管路24内的压力增加。正常情况（常态）下，内芯12的受力达到平衡时，内芯12稳定在壳体11内靠右的位置，主喷液出口102与主雾化喷嘴25连通，内芯12封堵辅助喷液出口103。主雾化喷嘴25堵塞的情况下，入口喷液管路24内的压力增加，喷液介质从引压接口104进入到壳体的内腔10内，致使输入引压接口的介质施加给内芯12的压力大于弹性元件13施加给该内芯12的弹力，推动内芯12向左运动，使喷液入口101同时与主喷液出口102和辅助喷液出口103连通。从辅喷液出口103流出的喷液介质进入辅助雾化喷嘴26，使喷液持续进行，不会因主雾化喷嘴25堵塞而中断，从而保证了压缩机本体的出口温度维持恒定。在极端工况下，即使主雾化喷嘴25完全堵塞，因为安全喷液装置的存在，也可以保证螺杆压缩机正常工作，喷液不会中断。根据压力表4的示数可以判断主雾化喷嘴25是否发生了堵塞，从而及时更换雾化喷嘴。压力表4用于检测引流管27内的介质压力。

以上所述仅为发明的优选实施例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷液螺杆压缩机系统，包括压缩机本体、与所述压缩机本体的进气口连通的入口管路、与所述压缩机本体的排气口连通的排气管路及入口喷液管路，其特征在于，所述喷液螺杆压缩机系统还包括安全喷液装置、主雾化喷嘴、辅助雾化喷嘴和引流管；

所述安全喷液装置包括壳体、内芯和弹性元件；所述壳体具有内腔，所述内腔具有喷液入口、主喷液出口、辅助喷液出口和引压接口；所述内芯和所述弹性元件分别设置在所述内腔中，所述弹性元件的一端固定，所述弹性元件的另一端抵接所述内芯的一端，所述内芯的另一端面向所述引压接口；所述内芯在常态下封堵所述辅助喷液出口，并使所述喷液入口与主喷液出口连通；当输入引压接口的介质施加给内芯的压力大于所述弹性元件施加给该内芯的弹力时，所述内芯发生移动，以使所述喷液入口同时与主喷液出口和辅助喷液出口连通；

所述安全喷液装置的喷液入口与所述入口喷液管路连通，所述安全喷液装置的主喷液出口通过第一管路连通于所述主雾化喷嘴，所述安全喷液装置的辅助喷液出口通过第二管路连通于所述辅助雾化喷嘴，所述主雾化喷嘴和所述辅助雾化喷嘴分别伸入所述入口管路中；

所述引流管的一端连通于所述入口喷液管路，所述引流管的另一端连通于所述安全喷液装置的引压接口。

2.如权利要求1所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述喷液螺杆压缩机系统包括入口喷液阀组、温度变送器和控制装置，所述入口喷液阀组设置在所述入口喷液管路上，所述温度变送器设置在所述排气管路上；

所述温度变送器的输出端与所述控制装置的输入端连接，所述控制装置的输出端与所述入口喷液阀组的控制输入端连接。

3.如权利要求1所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述喷液入口、所述主喷液出口和所述辅助喷液出口分别设置在所述壳体的侧壁上，所述喷液入口位于壳体的第一侧，所述主喷液出口和所述辅助喷液出口位于壳体侧壁的第二侧，所述第二侧相对于所述第一侧；

所述引压接口设置在所述壳体一端的端壁上。

4.如权利要求3所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述弹性元件的一端与所述壳体另一端的端壁相连。

5.如权利要求1或4所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述弹性元件为弹簧。

6.如权利要求3所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述壳体的侧壁内表面设有第一环形凹槽和第二环形凹槽；

所述主喷液出口贯通于所述第一环形凹槽的底面，所述辅助喷液出口贯通于所述第二环形凹槽的底面。

7.如权利要求1所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述壳体和所述内芯均呈圆柱体形。

8.如权利要求1或7所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述内芯的侧面设有第三环形凹槽，所述喷液入口和所述主喷液出口在所述内芯处于所述常态时分别正对所述第三环形凹槽。

9.如权利要求1所述的喷液螺杆压缩机系统，其特征在于，所述内芯的一端的端面与所述壳体共同限定一弹性元件腔，所述弹性元件设置在所述弹性元件腔内。