CN102062092B - 一种单级中压单螺杆空气压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种单螺杆压缩机领域，尤其涉及到一种“在标况下单级压缩可实现排气压力2.0MPa至6.0MPa的中压单螺杆空气压缩机”。由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成的啮合副，该啮合副装在壳体内，螺杆螺槽，壳体内壁和星轮齿面构成封闭的基元容积，随着星轮齿的移动，封闭的基元容积发生变化，气体由吸气腔进入螺杆齿槽间，经封闭、压缩达到设计压力后，由开在壳体内壁的排气三角口排出。其有益效果是：在标况下单级压缩实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa，大大简化了压缩机机组的结构，相比通过两级或两级以上压缩来实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa的压缩机更实用、简单、节能。

Description

一种单级中压单螺杆空气压缩机
技术领域
本发明涉及到一种单螺杆压缩机领域，尤其涉及到一种“在标况下单级压缩可实现排气压力2.0MPa至6.0MPa的中压单螺杆空气压缩机”。
背景技术
直线平面包络CP型单螺杆压缩机包括单螺杆空气压缩机(一般用喷油单螺杆空气压缩机已有国家标准)、单螺杆制冷压缩机和单螺杆膨胀机。除单螺杆膨胀机外其它产品已成功用于核电站、潜艇、舰船、空调制冷、热泵、水泥、钢铁、矿山、纺织、机械、环保等众多行业，是二十一世纪压缩机技术领域的一项重大革新。其核心技术是螺杆、星轮和壳体构成啮合副的加工、测量和装配，尤其是啮合副齿侧型线由一条母线刀刃定中心距A，按传动比i展成加工出来无理论误差的齿侧型线技术(已申请专利)，单螺杆压缩机技术已上一个新台阶。然而现状的压缩机无论是活塞式还是螺杆式单级压缩压比一般都在16以下，要达到压缩比20～60，多采用多级压缩的方式才能实现。基于上述现状，单螺杆压缩机技术仍存在发展的空间，本发明人发明了一种单级中压单螺杆空气压缩机。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种单螺杆压缩机，在标况下单级压缩可实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa的中压压缩机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种单级中压单螺杆空气压缩机，由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成的啮合副，该啮合副装在壳体内，螺杆螺槽，壳体内壁和星轮齿面构成封闭的基元容积，随着星轮齿的移动，封闭的基元容积发生变化，气体由吸气腔进入螺杆齿槽间，经封闭、压缩达到设计压力后，由开在壳体内壁的排气三角口排出。单螺杆压缩机设计时，设定槽宽b，增大螺槽长与槽宽b之比值11.9至14.3，当螺槽容积一定的条件下，螺槽长与槽宽b之比值越大，相对星轮齿在槽内移动的距离就越大。根据需要的压缩机容积流量和额定排气压力，计算适当的内压比来确定螺杆直径D，星轮半径r，槽宽b，中心距A(见图1)。并获得排气三角口的形状和位置，以及其他参数。喷油嘴良好雾化效果的结构以及喷压位置的优化设计；主机上下排气通道采用同向向上排气的结构设计，避免了逆向向下排气通道结构造成的气流对冲阻力损失；压缩机辅机技术参数的精确计算和优化的结构设计；压缩机关键零部件采用先进工艺技术和高精度专用设备制造。从而实现单螺杆压缩机在标况下单级压缩排气压力达到2.0MPa至6.0MPa。
在标况下单级压缩实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa单螺杆压缩机设计时，设定槽宽b，增大螺槽长与槽宽b之比值11.9至14.3，当螺槽容积一定的条件下，螺槽长与槽宽b之比值越大，相对星轮齿在槽内移动的距离就越大。根据需要的压缩机容积流量和额定排气压力，计算适当的内压缩比来确定螺杆直径D，星轮半径r，槽宽b，中心距A。并获得排气三角口的形状和位置及其他参数；喷油嘴良好雾化效果的结构以及喷油位置的优化设计；主机上下排气通道采用同向向上排气的结构设计，避免了逆向向下排气通道结构造成的气流对冲阻力损失；压缩机辅机技术参数的精确计算和优化的结构设计；压缩机关键零部件采用先进工艺技术和高精度设备制造；从而实现单螺杆压缩机在标况下单级压缩排气压力达到2.0MPa至6.0MPa。
本发明一种单级中压单螺杆空气压缩机的有益效果是：
在标况下单级压缩实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa，大大简化了压缩机机组的结构，相比通过两级或两级以上压缩来实现排气压力为2.0MPa至6.0MPa的压缩机更实用、简单、节能。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是螺杆直径D，星轮半径r，槽宽(星轮齿宽)b，中心距A，螺槽长(螺槽曲线展长)以及排气三角口示意图；
图2是喷油嘴、优化的喷油位置示意图；
图3是主机上下排气通道同向向上排气结构示意图；
图4是主机上下排气通道逆向向下排气结构示意图。
具体实施方式
参照图1、图2、图3和图4，本发明是这样实施的：
在图1至图4中，一种单级中压单螺杆空气压缩机，由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成的啮合副，该啮合副装在壳体内，螺杆螺槽，壳体内壁和星轮齿面构成封闭的基元容积，随着星轮齿的移动，封闭的基元容积发生变化，气体由吸气腔进入螺杆齿槽间，经封闭、压缩达到设计压力后，由开在壳体内壁的排气三角口排出。单螺杆压缩机设计时，设定槽宽b，增大螺槽长与槽宽b之比值11.9至14.3，当螺槽容积一定的条件下，螺槽长与槽宽b之比值越大，相对星轮齿在槽内移动的距离就越大。根据需要的压缩机容积流量和额定排气压力，计算适当的内压比来确定螺杆直径D，星轮半径r，槽宽b，中心距A(见图1)。并获得排气三角口的形状和位置，以及其他参数。喷油嘴良好雾化效果的结构以及喷压位置的优化设计(见图2)；主机上下排气通道采用同向向上排气的结构设计(见图3)，避免了逆向向下排气通道结构(见图4)造成的气流对冲阻力损失；压缩机辅机技术参数的精确计算和优化的结构设计；压缩机关键零部件采用先进工艺技术和高精度专用设备制造。从而实现单螺杆压缩机在标况下单级压缩排气压力达到2.0MPa至6.0MPa。
单螺杆压缩机设计时，设定槽宽b，增大螺槽长与槽宽b之比值11.9至14.3，根据需要的压缩机容积流量和额定排气压力，计算适当的内压缩比来确定蜗杆直径D，星轮半径r，槽宽b，中心距A。并获得特殊的排气三角口形状和位置，以及其他参数；喷油嘴良好雾化效果的结构以及喷油位置的优化；主机上下排气通道采用同向向上排气的结构；压缩机辅机技术参数的精确计算和优化结构；压缩机关键零部件采用先进工艺技术和高精度专业设备制造。
本发明人依据上述发明设计生产的单级中压单螺杆空气压缩机已成功实现在标况下单级压缩排气压力大于3.0MPa。压缩机工作时排气温度90℃，压缩机输入比功率13kw/m2/min。此项发明增补了国内单螺杆压缩机在标况下单级压缩排气压力达到3.0MPa的空白。
以上所述，仅是本发明一种单级中压单螺杆空气压缩机的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制及要求，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种单级中压单螺杆空气压缩机，包括由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成的啮合副，该啮合副装在壳体内，螺杆螺槽，壳体内壁和星轮齿面构成封闭的基元容积，随着星轮齿的移动，封闭的基元容积发生变化，气体由吸气腔进入螺杆齿槽间，经封闭和压缩达到设计压力后，由开在壳体内壁的排气三角口排出；其特征在于：单螺杆空气压缩机设计时，设定槽宽b，增大螺槽长与槽宽b之比值为11.9至14.3、增长螺槽的压缩路径、根据需要的压缩机容积流量和额定排气压力，计算适当的内压缩比来确定螺杆直径D，星轮半径r，槽宽b和中心距A，并获得排气三角口的形状和位置，喷油嘴良好雾化效果的结构以及喷油位置的优化设计；主机上下排气通道采用同向向上排气的结构设计，压缩机辅机技术参数的精确计算和优化的结构设计，压缩机关键零部件采用先进工艺技术和高精度专用设备制造；压缩机实现在标况下单级压缩达到排气压力为2.0MPa至6.0MPa。
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