CN101424266B - 斜向星轮单螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

斜向星轮单螺杆压缩机的特征在于单螺杆压缩机中与螺杆啮合的星轮是斜向设置的，它包含：一螺杆和与其啮合的两个斜向星轮；一机体，及机体支承的螺杆轴和星轮轴。两个星轮斜向分布于螺杆两边。两斜向星轮的轴线与螺杆的轴线之间及两星轮的轴线之间，两两互不共面。该单螺杆压缩机具有排气量大、震动小、噪音低、能耗低、压缩行程短、体积小和容积效率高等优点。

Description

斜向星轮单螺杆压缩机
涉及领域
本发明涉及一种单螺杆压缩机，属于压缩机类，用于气体介质的制冷、压缩和输送等行业和领域。
技术背景
就螺杆的数量来说，螺杆压缩机有单螺杆式、双螺杆式。双螺杆式压缩机由两根完全一样的螺杆啮合而成，它的两轴线是同一平面内的不重合的两平行线。如果将双螺杆式压缩机中一螺杆相对另一根螺杆旋转90°，这时两螺杆的轴线是空间不同平面的互垂线。以其中一螺杆与该螺杆的轴线所在的平面截取另一螺杆的截面啮合，即获得单螺杆与一星轮的组合，以单螺杆轴为中心旋转180°处设置另一星轮即构成当前主流单螺杆式压缩机。以上两种情况可概括为空间直线的两种状态，即平行状态和垂直状态。根据空间几何学的特点，空间直线的相对位置关系还有另一种状态，即不同平面的直线在空间相互交叉的形态。
当前的单螺杆压缩机存在的主要问题是星轮的使用寿命问题，而星轮的使用寿命与星轮的托架刚度有关，因此提高托架刚度有利于延长星轮的使用寿命。单螺杆压缩机的泄漏是研究开发所关注的另一重要问题，而泄漏量与星轮齿同螺杆啮合的泄漏线长度有关，过长的泄漏线会产生大量的泄漏，因此减小泄漏线长度能减少泄漏量。
本专利就是根据空间直线位置关系中的第三形态即不同平面的直线在空间相互交叉的形态，及为了提高星轮托架刚度，缩短星轮密封线或密封面长度减少压缩机泄漏，发明了斜向星轮单螺杆压缩机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的单螺杆压缩机，即斜向星轮单螺杆压缩机，该压缩机具有排气量大、震动小、噪音低、能耗低、压缩行程短、体积小和容积效率高等优点。
根据本发明的实施例1，该斜向星轮单螺杆压缩机的特征在于单螺杆压缩机中与螺杆啮合的星轮是斜向设置的，包含主轴和机体，主轴架支于机体内的轴承上，其特征在于该单螺杆压缩机还包括一根螺杆和装于螺杆两侧并与螺杆啮合的两个斜向安装的星轮，简称斜向星轮。两斜向星轮的轴线与螺杆的轴线之间及两星轮的轴线之间，两两互不共面。
根据本发明的实施例2，该斜向星轮单螺杆压缩机的特征在于单螺杆压缩机中与螺杆啮合的星轮是斜向设置的，它包含：一螺杆和与其啮合的两个斜向等宽齿星轮；一机体，及机体支承的螺杆轴和星轮轴；两个星轮斜向分布于螺杆两边；两星轮的中心轴线与螺杆的轴线之间及两星轮的中心轴线之间的空间位置具有不在同一平面内的特性；以等宽齿为星轮的单螺杆压缩机，对应螺杆的齿型同为等宽齿。
根据本发明的实施例3，该单螺杆压缩机包含主轴和机体，主轴架支于机体内的轴承上，其特征在于该单螺杆压缩机还包括一根螺杆和装于螺杆两侧并与螺杆啮合的两个斜向安装的偏心齿星轮；偏心齿左、右两侧母线位于过星轮运转中心的中心线两侧，向同一方向偏离，并且左、右两侧的母线不对称于过星轮运转中心的中心线，这种星轮齿部分偏离中心线，与其啮合的螺杆的齿型同为偏心齿。
根据本发明的实施例4，该单螺杆压缩机包含主轴和机体，主轴架支于机体内的轴承上，其特征在于该单螺杆压缩机还包括一根螺杆和装于螺杆两侧并与螺杆啮合的两个斜向安装的偏心齿星轮；偏心齿星轮左、右两侧的母线中一条母线偏向一边而另一条母线与过星轮运转中心的中心线重合，这种星轮齿为完全偏心齿，与其啮合的螺杆的齿型同为完全偏心齿。
附图说明
图1斜向星轮单螺杆压缩机的效果图
图2斜向星轮单螺杆压缩机的等宽齿啮合效果图
图3斜向星轮单螺杆压缩机的部分偏心齿啮合效果图
图4斜向星轮单螺杆压缩机的完全偏心齿啮合效果图
图5为单螺杆压缩机的斜向星轮和螺杆的啮合图
图6为斜向星轮和非斜向星轮啮合效果比较图
下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述：
图1表示本发明的斜向星轮单螺杆压缩机的效果图，本发明由一螺杆101、螺杆轴102和装于螺杆两侧并与螺杆啮合的两个星轮104和106构成，星轮经星轮轴103、105支承在机体107上，星轮为斜向配置。螺杆转动带动两斜向星轮转动，星轮齿在螺槽中滑动，实现气体介质的压缩和输送。
图2为斜向星轮单螺杆压缩机的等宽齿啮合效果图，一条过星轮202运转中心的直线将星轮齿平分成两相等的部分A，螺杆201转动带动斜向星轮202转动，星轮齿在螺槽中滑动，实现气体介质的压缩和输送；
图3为斜向星轮单螺杆压缩机的部分偏心齿啮合效果图，该星轮的齿偏向中心线的一边，宽A1≠A2，螺杆301转动带动斜向星轮302转动，星轮齿在螺槽中滑动，实现气体介质的压缩和输送；
图4为斜向星轮单螺杆压缩机的完全偏心齿啮合效果图，该星轮的齿完全偏向中心线的一边，齿宽为B，螺杆401转动带动斜向星轮402转动，星轮齿在螺槽中滑动，实现气体介质的压缩和输送。
图5为斜向星轮单螺杆压缩机的星轮503与螺杆501空间啮合状态，单螺杆压缩机中与螺杆501啮合的星轮503是斜向设置的，斜向星轮单螺杆压缩机的星轮503的啮合齿在螺槽506中滑动到任何瞬时位置，其齿的两母线构成的星轮齿中心平面505垂直或接近垂直螺槽506与该平面505啮合位置沿星轮齿滑动方向的切平面。螺杆501转动带动斜向星轮503转动，星轮齿在螺槽中滑动，实现气体介质的压缩和输送。
图6A为具有相同齿宽的斜向星轮齿603A和非斜向星轮齿602A与螺杆601A在齿槽604A中啮合效果比较图。在相同齿宽的情况下，与斜向星轮603A啮合的螺杆601A的齿槽604A比与非斜向星轮602A啮合的螺杆601A的齿槽604A宽D，且D＝R-Rcosα，式中R为星轮齿宽，α为星轮的倾斜角度，605A为过0点的切平面。图6B为具有相同螺杆直径的压缩机，斜向星轮齿603B、605B和非斜向星轮齿602B与螺杆601B啮合效果比较图，从图中看出斜向星轮603B比非斜向星轮602B直径可增加R1，这种压缩机排气量增加；而斜向星轮605B比非斜向星轮602B直径可以减小R2，这种压缩机的体积减小。
同时，从图6A和图6B看出，斜向星轮单螺杆压缩机星轮齿两母线构成的平面在垂直或接近垂直该平面与星轮齿母线在螺槽中接触点的切平面时，星轮托架厚度不受螺槽两边的螺杆齿限制，增加星轮托架厚度即可提高星轮托架的刚性，从而延长星轮的使用寿命；另一方面，星轮齿同螺槽啮合的泄漏线长度明显缩短，也就减少了星轮的泄漏量，提高了压缩机的效率。

Claims (2)

1.一种单螺杆压缩机，包含主轴和机体，主轴架支于机体内的轴承上，其特征在于：该单螺杆压缩机还包括一根螺杆和装于螺杆两侧并与螺杆啮合的两个斜向安装的星轮，两斜向星轮的轴线与螺杆的轴线之间及两斜向星轮的轴线之间，两两互不共面。
2.根据权利要求1所述的单螺杆压缩机，其特征在于：与螺杆啮合的两斜向星轮是等宽齿星轮或偏心齿星轮，等宽齿星轮的齿左、右两侧的母线至星轮运转中心的中心线的距离相等；偏心齿星轮具有以下特征之一：
(1)、齿左、右两侧母线位于过星轮运转中心的中心线两侧，向同一方向偏离，并且左、右两侧的母线不对称于过星轮运转中心的中心线，这种星轮齿部分偏离中心线；
(2)、齿左、右两侧母线中的一条母线偏向一边而另一条与过星轮运转中心的中心线重合，这种星轮齿完全偏离中心线。
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