本发明涉及压缩机油雾系统的除油和机头防锈的保护技术领域，尤其涉及一种无油（干）螺杆压缩机的洁净干燥空气系统。
背景技术：
对于无油螺杆压缩机机头的基本结构，一般在的机体中，平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子（阴、阳转子）。空气从转子的一端吸入，经过压缩后，从转子的另一端被排出。
通常，在喷油螺杆压缩机中，润滑油被喷入压缩腔，起到润滑、冷却和密封等作用，但在无油螺杆压缩机中，为了获得纯净无油的压缩气体，润滑油不能被喷入压缩腔中。由于没有润滑油的润滑，无油螺杆的阴、阳转子不能相互接触，两者之间需要保持着很小的间隙，这个间隙是靠安装在阴、阳转子轴伸端的同步齿轮予以保证。阴、阳螺杆在两端的轴承支撑下，在同步齿轮的带动下，相互啮合做高速转动，连续地吸入-压缩-排出气体。
由于轴承、齿轮是需要润滑油进行润滑的。因此，整个无油螺杆机头被分为有油区域和无油区域两部分。安装在轴上的visco油封会阻止润滑油向压缩腔方向迁移，而压缩腔两端的气封会阻止压缩气体向外泄露。另外，有时在阴、阳转子的中间有轴向通孔，可以通入润滑油对螺杆进行内部冷却，减小阴、阳转子的热变形。
由上可知，为了能够保证获得的压缩空气不含油，一方面必须保证吸入的空气不能含油，另一方面必须保证润滑油不能从有油区域向无油区域迁移。
另外，由于无油主机压缩腔内无润滑油，在压缩机停机期间，由于级间汽水分离不充分及压缩空气在停机后冷却后冷凝析出，会导致主机压缩腔在停机期间因冷凝水的原因导致生锈卡死。
现有的cda（cleandryair，即洁净干燥空气）系统，如图6所示，压缩机机头1’被安装在齿轮箱体2’上（一般有2个机头，1级机头和2级机头），安装在主轴6’上面的大齿轮3’和机头阳转子轴伸端安装的小齿轮相啮合，带动阴、阳转子高速旋转。当压缩机功率较小时，主轴6’通过带轮11’与电机连接；当压缩机功率较大时，主轴6’通过联轴器与电机进行直连。油泵部件4’安装在齿轮箱的前侧，通过一对齿轮与主轴相连接，齿轮箱体2’底部兼有油箱9’的作用。当主轴转动时，润滑油经过油过滤器5’后被吸入油泵部件4’，增压后被排出，经过冷却器7’冷却到合适的温度，然后通过各油管路被分配到主机轴承，同步齿轮，齿轮箱轴承，大齿轮，油泵齿轮各个润滑点，对其进行强制润滑和降温。随后，冷却同步齿轮和排气端轴承的润滑油从机头的排油口8’通过排油管12’返回到油箱9’中；而冷却吸气端轴承的润滑油从排油口10’返回到油箱中。如果有2个机头，原理相同。
由于润滑油的蒸发，齿轮箱上部会充满油雾（气溶胶）。另一方面，visco油封和气封都是非接触式机械密封。压缩机在运行时，微量的压缩气体通过密封与轴之间的间隙往外泄露，经过排油口8’&10’到齿轮箱体2’中，齿轮箱体2’中的压力会逐渐增高。当齿轮箱体2’中的压力升高到一定值后（visco建议不要超过20mmh2o），会造成油封失效，润滑油会沿着主轴向压缩腔方向迁移。
通常为了预防以上情况发生，一般采用两种处理方式：
第一、是通过管道b&a将齿轮箱中的含油气体引至室外进行放空，确保不会被压缩机再次吸入。这不是一种环保的处理方式，虽然油雾可以排放至远离吸气口的地方，但随着排放管道的增长，管道的阻力会大大增加，引起齿轮箱内超压。
第二、是在排放管b上安装油油雾回收器，油雾经过油雾回收器后就地进行排放。随着油雾吸附在过滤材料表面，油雾回收器的流通面积大大较少，导致阻力大大增加，引起齿轮箱内超压。如油雾回收器未及时更换，齿轮箱中的压力可能会超过40-100mmh2o，引起visco油封失效。如需延长油雾回收器的更换时间，就必须增加油雾回收器的尺寸。
显然，以上两种方案从经济性、适应性、安全程度等方面都有所欠缺。
技术实现要素：
本发明的技术方案是：提出了一种无油（干）螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其解决了无油螺杆压缩机中含油气体的处理问题，以及解决了无油主机在停机期间由于冷凝水在压缩腔中形成导致的主机生锈卡死问题。
本方案中涉及的：无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其无油螺杆压缩机的齿轮箱通过排放管连通至油雾回收器。因为，无油螺杆压缩机在工作过程中不可避免的出现了润滑油雾化排放的问题。显然，为了实现环保和能源二次利用的目标，将雾化的润滑油收集、回收、再利用已然成为最理想的技术方向。
通过cda（洁净压缩空气）的流动布置方式，同时解决雾化润滑油的收集、再利用及主机压缩腔防潮是本技术方案的关键。
具体的，本技术通过在无油螺杆压缩机原有的气道基础上布置能够实现雾化润滑油的回收技术及主机压缩腔空气吹扫防潮技术。即：
第一气路，连通洁净干燥空气气源及主机压缩腔，在压缩机停机期间，第一气路提供流动的洁净干燥空气，可将主机压缩腔内的冷凝水吹干，保持主机压缩腔内部干燥，有效解决主机在停机期间因冷凝水导致的生锈卡死难题。
第二气路，在压缩机运行期间连通洁净干燥空气气源及油雾回收器，第二气路上布置文丘里部件。文丘里部件的作用在于可以形成一个吸附力，即当洁净干燥空气从文丘里部件的入口进入，并从其出口排出时，文丘里部件的吸附口上就会形成文丘里效应。因为在受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，而在高速流动的流体附近则会出现吸附情况。因此，通过文丘里部件的负压口连通油雾回收器以通过负压吸附油雾回收器内分散的油雾。
目前，文丘里部件（即基于文丘里效应原理制备的）包括文丘里管、文丘里喷嘴、射流式发生器等等，而射流式发生器主要是射流式真空发生器。即，文丘里管及文丘里喷嘴主要应用在实验或试验过程（文丘里管/喷嘴更适用于学术研究），而射流式发生器以文丘里管为基础原件，在对接和控制方面更适合工业化技术，因此本方案中显然是在综合考虑了技术要求后选择的真空发生器，但文丘里管、文丘里喷嘴也应当视为本方案的保护范围。
文丘里部件作用于油雾回收器上并在油雾回收器内形成吸附力，雾化的润滑油在吸附力作用下与油雾回收器内的油滤芯充分接触，从而油滤芯可以将分散的雾化润滑油汇聚起来，最终油雾回收器通过回油管路将吸附后汇聚的润滑油排回至无油螺杆压缩机。
优选的是，高速气流经过文丘里效应可以产生吸附力，因此需要通过调整气流的压力来控制气流速度以达到文丘里效应。因此，第二气路包括气体过滤件、调压阀及真空发生器（或其他文丘里部件）；且真空发生器的负压口与油雾回收器连通。
优选的是，第一气路在压缩机停机期间对主机压缩腔进行吹扫；因此，第一气路上包括节流阀及单向阀。显然，第一气路上布置的单向阀，可防止压缩机运行期间，压缩腔内的压力大于cda气源压力，导致压缩腔内的压缩空气泄露。第一气路上布置的节流阀，可以防止压缩机停机期间，cda气源压力过大，在对主机压缩腔吹扫过程中导致主机转子非正常转动。。
优选的是，包括主气路，通过在主气路上布置阀件可以解决上述问题。具体的，主气路包括气体过滤件、调压阀、三通电磁阀；
三通电磁阀的第一出口在压缩机停机期间连接第一气路；
三通电磁阀的第二出口在压缩机运行期间连接第二气路。
通过三通电磁阀的调节可以实现第一气路和第二气路的通断切换，从而在对应气路连通时确保合适的工作气压。
优选的是，油雾回收器包括油滤壳和油滤芯；油滤芯与齿轮箱连通；油滤壳通过回油管路与无油螺杆压缩机连通。无油螺杆压缩机中雾化的润滑油会进入油滤壳中，油滤壳中布置油滤芯使雾化的润滑油必须要经过油滤芯。同时在油滤壳上接通文丘里部件，当文丘里部件工作时产生吸附力，油滤壳形成一个气流导通方向，即气流完全流向油滤芯。这种情况下，就可以很好得形成汇聚效果，汇聚的润滑油从油滤芯上滴落在油滤壳的底部。在油滤壳的底部通过回油管路连通无油螺杆压缩机，就可以将润滑油回收再利用。
优选的是，在回油管路上设置浮球阀，浮球阀起到一个液位控制作用，当油滤壳底部汇聚的润滑油达到一定液位时，浮球阀打开，润滑油通过油泵作用再流回无油螺杆压缩机。
优选的是，回油管路通过油泵对无油螺杆压缩机的：齿轮箱、主机进行供油。
优选的是，真空发生器的出口上连接放空消音器。
优选的是，调压阀与三通电磁阀之间的气路上设置有压力指示器。
优选的是，油滤芯与齿轮箱之间的连通管路上包括真空指示器及安全放空阀。
本发明的优点是：
1、本系统基于洁净干燥空气的供给，通过文丘里效应提供一个吸附力，无需额外的设置独立系统进行吸附。而且对于供气压力控制也更为方便，能够在原有系统上直接进行改进，实施方便，不会增加整体系统的设备成本和控制负荷。
2、本系统能够有效地去除齿轮箱中的油雾并进行回收再利用，防止油雾被吸入压缩机污染压缩空气；防止油滤芯堵塞，延长油滤芯的使用寿命；增加系统的稳定性，预防齿轮箱内部意外超压。
3、使用本系统压缩机长时间停机时，可有通过干燥气体对压缩机内部进行反吹，防止内部冷凝水凝结，并造成内部锈蚀；同时也能够助于油雾排出。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统原理图；
图2为仅带油雾回收器方案滤芯更换周期图；
图3为带真空发生器滤芯更换周期图；
图4为机头由于冷凝水锈蚀的效果图；
图5为使用本发明cda系统的压缩机机头情况效果图；
图6为现有技术中无油螺杆压缩机主机结构示意图；
其中，
1、主机头；2、齿轮箱；4、油泵；14、油滤芯；15、油滤壳；16、真空发生器；17、空气过滤器；18、调压阀；19、回油管路；20、安全发空阀；21、压力指示器；22、三通电磁阀；23、放空消音器；24、浮球阀；25、节流阀；26、单向阀；27、压力表；
1’、压缩机机头；2’、齿轮箱体；3’、大齿轮；4’、油泵部件；5’、油过滤器；6’、主轴；7’、油冷却器；8’、主机头排油管；9’、油箱；10’、主机头排油口；11’、带轮；12’、主机头排油管。
具体实施方式
实施例1：
无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，包括无油螺杆压缩机、油雾回收器和气路组件。
无油螺杆压缩机包括：主机头1、齿轮箱2、油箱等等，主机头1内主要包括一个压缩腔。
油雾回收器包括：油滤壳15和油滤芯14。本实施例中，油滤芯14为中空的柱状滤芯，齿轮箱2直接通过管路（如图1中b管路）连通至油滤芯14的中心。油滤芯14在油滤壳15内可以形成一个过滤体系，当油滤壳15上存在一个吸附口进行抽气时，处于油滤芯14内的油雾就会与油滤芯14充分接触并经过油滤芯14过滤后向外流动。而，经过油滤芯14的油雾通过油滤芯14汇聚，并低落在油滤壳15中。
因此，油滤壳15上的吸附口需要提供一个吸附力，本方案中通过以文丘里效应来实现该吸附力的提供。
具体的，由用户提供洁净干燥空气的供给（cda气源（洁净干燥空气）一般由客户提供，可以是洁净的洁净干燥空气，也可以是洁净的氮气气源。这里说的洁净是指一定不含油的气源），该气路经过过滤、调压后接入一个文丘里部件，本实施例中的文丘里部件选用真空发生器16。真空发生器16入口进气出口排气，因此，当气体流速达到一定速度时，在其侧面的吸附口上就会因文丘里效应产生吸力。该吸附口接入油滤壳15，就可以成为油雾的过滤和汇聚动力。
不同于在油滤壳上直接设置独立的吸附动力，本气路方案是基于系统原气路实施的，对于整体系统的影响较少，可以直接进行调整或改进，易于方案实施。另外，无需额外的执行件或动力源，系统的改进成本可控，易于推广。最后，在技术层面，该气路还是基于气流物理特性产生的效果，不会产生额外的能源消耗或对压缩机产生能耗影响，系统的稳定性不会发生变化。而且，真空发生器产生的吸附力是缓和的，该吸附力是哎能够满足油雾过滤、汇聚的基础上，不影响整个压缩机气压平衡的。
在此基础上，油滤壳底部的润滑油通过油泵进行再利用，本身就是符合节能环保目标的，节能在于能够再利用，环保在于无需将油雾排出。
实施例2：
无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，包括无油螺杆压缩机、油雾回收器和气路组件。
气路组件包括：
第一气路，连通洁净干燥空气气源及主机头1的压缩腔，第一气路为无油螺杆压缩机的主机压缩腔提供洁净的干燥气吹扫。
第二气路，连通洁净干燥空气气源及油雾回收器，第二气路上布置文丘里部件。文丘里部件的吸附口连接在油雾回收器上，吸附力将油雾回收器中的油雾过滤、吸附、汇聚。
因为，第一气路通入无油螺杆压缩机主机头的压缩腔，其对气流有流速及压力要求。因此，在第一气路上可以布置调压阀、压力指示器和空气过滤器。
同理，第二气路要形成文丘里效应，也有流速及压力要求。因此，第二气路上也可以布置调压阀、压力指示器和空气过滤器。
在此基础上，可以将两个气路优化，通过一个主气路来实施。主气路从气源接触，经过空气过滤器17、调压阀18、压力指示器21后接入一个三通电磁阀22。三通电磁阀22的一个出口连接第一气路，其另一个出口连接第二气路。通过这种方式，就可以实现分路控制。
第二气路的特点是经过文丘里部件（例如真空发生器16）后产生吸附力，该方案隐藏的特点在于，文丘里部件内由高速气流产生吸附力，吸附力抽吸油雾。我们知道，任何过滤介质都无法百分百过滤，因此吸附力极有可能会抽吸到部分油雾或未完全过滤的油雾，这种情况对于排放不利，对于抽吸的部件产生污染。如果利用单独的吸附部件或吸附源，上述情况是无法避免的。但是文丘里部件的特点在于，吸附口形成的是一个负压环境，即本实施例中在油滤芯外围的油滤壳空间中形成负压。即便吸附口及连接管道中存在了油雾，但文丘里部件的主流道上因为高速流动的空气，油雾是无法掺杂其中的，那么有不会出现上述的问题。当第二气路停止工作后，油雾因为其重量还是会落回油雾回收器中，不会产生部件的污染。
实施例3：
无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，如图1所示，用主气路引入洁净干燥空气（压缩空气压力在0.55~0.65mpa之间），经空气过滤器17过滤、调压阀18调压，使得调压阀后的压力（压力指示器21上显示读数）在0.15~0.18mpa之间。此时，消耗的空气量约为50l/min，相当少。
当压缩机在运行期间，三通电磁阀22得电，压缩空气流过真空发生器16后，由放空消音器23排放入大气。由于真空发生器16的文丘里效应，向油雾回收器中提供负压，从而将齿轮箱2中的油雾不断地“往外抽”，使得齿轮箱2中的压力（压力表27上显示读数）维持在-30mmh2o左右。
齿轮箱2中的油雾在通过油滤芯14时，油雾会被“捕获”，油雾吸附在滤芯14上。由于油滤芯中有持续的气流通过，油雾在油滤芯中不容易“结成”油膜。随着时间推移，油滤芯中的油雾会慢慢汇合形成小油滴、大油滴，最终汇集在油滤壳15底部，并通过回油管道19流入油泵4。回油管道19上布置一个浮球阀24，浮球阀24的底部和油泵4的进口相连。当浮球阀24中没有润滑油时，浮块会遮住浮球阀24底的出口，此时浮球阀24相当于处于关闭状态。当浮球阀24中的润滑油汇聚到一定的高度，使得浮块漂浮起来，浮球阀24被打开，润滑油就会通过浮球阀24底部的出口被吸回油泵4，完成油雾的收集、回收。
如有意外发生，齿轮箱中的压力超过20mmh2o时，安装在齿轮箱上地安全阀20会打开，确保visco油封不失效。
此方案在油雾回收器规格相同的情况下，由于有负压和气流的作用，油滤芯的更换周期大大延长。具体如图2所示，仅使用油雾回收器方案的滤芯更换周期为曲线a；如图3所示，带真空发生器方案的滤芯更换周期为曲线b&c。
我们知道，无油螺杆机头内部以及所有气管路中是没有润换油的。在压缩机运行时，机头处于高温状态，没有什么问题。一旦压缩机停机后，机头的温度会逐渐降低，机头中的饱和高温空气由于温度降低会有冷凝水析出。这些冷凝水会吸附在转子表面，锈蚀转子表面。虽然螺杆表面和压缩腔内表面都有涂层，但随着气流的冲蚀，涂层会逐渐被磨损、剥落。据不完全统计，在无油螺杆机头“咬死”的故障中，75%的情况直接/间接与螺杆停机后锈蚀有关。如图4，压缩机停机1月后，转子产生的锈蚀情况。一旦发生这种大面积锈蚀，机头基本报废，产生重大的损失。
如图1，三通电磁阀22失电，经过调压后的干燥空气经过节流阀25和单向阀26缓缓地注入机头中。干燥的空气会将机头内部的“湿气”带走，保持机头内部干燥，确保机头长时间无锈蚀现象。并且，干燥压缩机空气经过节流阀25后，压力和流量非常小，无法推动压缩机反转，确保压缩机安全。
经过实践，本方案的cda系统对压缩机长时间停机后，防止机头内部锈蚀有明显的作用。如图5所示，这是压缩机系统运行8661小时后（经历过1次20天左右的长时间停机），对主机进行拆检的状况。从图中可以看出，转子除了密封线周围的涂层被磨损掉（正常现象），其余部分涂层完好，而且没有任何锈蚀的痕迹。在拆检过程中还发现，由于有干燥的空气作为保护，气管路内部没有涂层的表面也得到了很好的保护，并没有锈蚀的现象，压缩机内部的洁净度能够得到很好的保证，确保压缩空气洁净无杂质。
本发明实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
1.无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其无油螺杆压缩机的齿轮箱通过排放管连通至油雾回收器；其特征在于：
第一气路，在压缩机停机期间连通洁净干燥空气气源及压缩机主机的压缩腔；洁净干燥空气的流动可将压缩机主机内冷凝水分带走，使压缩机主机及相关部件保持干燥；
第二气路，在压缩机运行期间连通洁净干燥空气气源及油雾回收器；所述第二气路通过文丘里部件的吸附口连通所述油雾回收器，以通过负压吸附所述油雾回收器内分散的油雾向油滤芯汇聚；
所述油雾回收器通过回油管路将吸附后汇聚的润滑油排至所述无油螺杆压缩机。
2.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述第二气路包括气体过滤件、调压阀及基于文丘里效应的真空发生器；且真空发生器的吸附口与所述油雾回收器连通。
3.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述第一气路上通过节流阀及单向阀与压缩主机的压缩腔连通。
4.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：包括主气路；所述主气路包括气体过滤件、调压阀、三通电磁阀；
所述三通电磁阀的第一出口连接所述第一气路；
所述三通电磁阀的第二出口连接所述第二气路。
5.根据权利要求至3中任意一项所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述油雾回收器包括油滤壳和油滤芯；所述油滤芯与所述齿轮箱连通；所述油滤壳通过所述回油管路与所述无油螺杆压缩机连通。
6.根据权利要求5所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述回油管路上设置浮球阀。
7.根据权利要求6所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述回油管路通过油泵对所述无油螺杆压缩机的：齿轮箱、主机进行供油。
8.根据权利要求2所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述真空发生器的出口上连接放空消音器。
9.根据权利要求4所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述调压阀与所述三通电磁阀之间的气路上设置有压力指示器。
10.根据权利要求5所述的无油螺杆压缩机的洁净干燥空气系统，其特征在于：所述油滤芯与所述齿轮箱之间的连通管路上包括真空指示器及安全放空阀。
技术总结