CN102418701B - 一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于单螺杆压缩机技术领域，公开了一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机。上述星轮构件包括星轮转轴和固定设置于所述星轮转轴外侧的星轮片，所述星轮转轴为金属件，所述星轮片包括与所述星轮转轴之间具有吸附力的永磁体以及采用工程塑料制成的基体部，所述永磁体嵌设于所述基体部中。上述单螺杆压缩机包括上述的星轮构件。本发明提供的一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机，其可自动矫正星轮构件由于加工应力而导致的翘曲变形，避免了由于星轮构件由于翘曲变形而在啮合过程中产生的高频率的交变冲击、异响、过早磨损等不良现象，杜绝了星轮构件由于变形而导致星轮构件破碎的事故隐患，产品可靠性高。

Description

一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，尤其涉及一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机。

背景技术

单螺杆压缩机主要由圆柱螺杆和星轮构件组成啮合副，装在壳体内构成。螺杆上的螺旋槽、壳体内壁和星轮片齿面构成封闭的压缩腔。高速旋转时动力传到螺杆的螺旋槽带动星轮构件转动，随着星轮构件转动，使空气由螺杆倒角端进入吸气腔，再被星轮构件封闭，压缩至设计压力时，由开在机壳内壁上的排气三角口通过排气通道后排出。

现有技术中，星轮构件包括星轮片，星轮片作为单螺杆压缩机的关键零件，其加工工序完成后，由于材料的加工应力的存在，星轮片会发生不同程度的翘曲变形，尤其是齿部位置变形较大。影响星轮片与螺杆的啮合精度，导致星轮片在与螺杆啮合过程的产生高频率的交变冲击、声响、过早磨损，严重时还会发生星轮片破碎的重大事故，可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机，其可自动矫正星轮构件由于加工应力而导致的翘曲变形，解决了现有技术中因星轮构件加工应力发生翘曲变形而影响啮合精度的技术难题，降低了压缩机工作时的噪音和振动，避免了由于星轮构件由于翘曲变形而在啮合过程中产生的高频率的交变冲击、异响、过早磨损等不良现象，杜绝了星轮构件由于变形而导致星轮构件破碎的事故隐患，产品可靠性高。

本发明的技术方案是：一种星轮构件，包括星轮转轴和固定设置于所述星轮转轴外侧的星轮片，所述星轮转轴为金属件，所述星轮片包括与所述星轮转轴之间具有吸附力的永磁体以及采用工程塑料制成的基体部，所述永磁体嵌设于所述基体部中。

具体地，所述星轮片包括多个齿部，所述永磁体嵌设于所述齿部内且位于厚度方向近中心处。

优选地，所述基体部采用PEEK材料制成，所述星轮转轴采用铸钢或球墨铸铁材料制成，所述永磁体呈片状。

本发明还提供了一种单螺杆压缩机，包括机壳、螺杆构件，所述螺杆构件相对所述机壳转动设置，所述机壳上开设有进气孔的和排气孔，所述螺杆构件上开设有螺旋槽，所述单螺杆压缩机还包括上述的星轮构件，所述星轮构件转动设置于所述机壳内且啮合于所述螺杆构件。

具体地，所述星轮构件设置有二个且对称设置于所述螺杆构件的两侧，所述螺旋槽、星轮片和机壳内侧壁构成压缩腔，所述机壳上开设有至少二用于向压缩腔喷入冷却液的喷液孔，所述喷液孔于所述压缩腔封闭后及排气前对压缩腔进行多点全程喷液，所述机壳上还开设有用于将冷却液排出的出液孔。

具体地，所述螺杆构件上开设有多条螺旋槽，所述喷液孔于螺杆构件转动至不同的相位时依序向螺旋槽内喷入液体。

具体地，所述喷液孔上固定设置有可将冷却液雾化的喷液接头。

具体地，所述机壳上固定有轴承座，所述轴承座上固定设置有轴承，所述星轮转轴设置于所述轴承内，所述轴承座和轴承成对设置且位于所述星轮转轴的两端处，所述轴承座通过锁紧件固定连接于所述机壳上，所述螺杆构件的中心轴与所述星轮转轴的中心轴相垂直。

具体地，所述单螺杆压缩机的排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间。

本发明提供的一种星轮构件及包括该星轮构件的单螺杆压缩机，其通过在星轮片中嵌设永磁体，利用永磁体与星轮转轴之间的吸附作用力，可自动矫正星轮构件由于加工应力而导致的翘曲变形，解决了现有技术中因星轮构件加工应力发生翘曲变形而影响啮合精度的技术难题，降低了压缩机工作时的噪音和振动，避免了由于星轮构件由于翘曲变形而在啮合过程中产生的高频率的交变冲击、异响、过早磨损等不良现象，杜绝了星轮构件由于变形而导致星轮构件破碎的事故隐患，产品可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种星轮构件的平面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种星轮构件的另一平面示意图；

图3是图2中A-A剖面示意图；

图4是本发明实施例提供的一种单螺杆压缩机的剖面示意图；

图5是本发明实施例提供的一种单螺杆压缩机的平面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图3所示，本发明实施例提供的一种星轮构件200，可用于单螺杆压缩机等设备上。包括星轮转轴210和固定设置于所述星轮转轴210外侧的星轮片220，所述星轮转轴210为金属件，所述星轮片220包括与所述星轮转轴210之间具有吸附力的永磁体222以及采用工程塑料制成的基体部221，所述永磁体222嵌设于所述基体部221中。基体部221大多由高性能工程塑料如PEEK(Polyether Ether Ketone，聚醚醚酮树脂)碳纤维聚合物毛坏件经过星轮片220齿侧、外圆、内孔等加工工序而得，由于加工应力的存在，星轮片220会发生不同程度的翘曲变形，尤其是星轮片220前端的齿顶处变形较大。星轮转轴210可采用铸钢、球墨铸铁等材料制成。永磁体222可耐350℃的高温，可呈片状，其形状可为圆形、方形、多边形或异形等。通过将高性能、耐高温的永磁体222埋入星轮片220前端，在永磁体222强磁力的作用下，星轮片220的齿部会与星轮转轴210之间形成一个吸附力，消除了因加工应力而导致星轮片220翘曲变形的不良现象，自动矫正了加工应力而导致的翘曲变形，以实现星轮构件200的设计、加工、装配基准重合，提高了星轮构件200与螺杆构件300的啮合精度，解决了现有技术中因星轮片220加工应力其齿部发生翘曲变形而影响啮合精度的技术难题，无需通过热压时效定形矫正、车削、磨削等费时费力的方法去除应力，而且通过设置永磁体222，其去除应力效果好，成本低，延长了星轮构件200和螺杆构件300的使用寿命，降低了压缩机工作时的噪音和振动，避免了由于星轮片220变形而在啮合过程中产生的高频率的交变冲击、异响、过早磨损等不良现象，杜绝了星轮片220由于变形而导致星轮片220破碎的事故隐患，可靠性高，提高了压缩机的质量，增加了收益。永磁体222可以通过镶嵌件注塑等合适加工方式嵌设于星轮片220内。

具体地，如图1～图3所示，作为本发明的一实施例，所述星轮片220包括多个齿部，所述永磁体222嵌设于所述齿部内且位于厚度方向近中心处。每一个齿部处均嵌设有至少一永磁体222，永磁体222的数量、形状、大小、位置可依据实际情况而定，均属于本发明的保护范围。

优选地，如图1～图3所示，作为本发明的一实施例，所述基体部221采用PEEK(Polyether Ether Ketone，聚醚醚酮树脂)材料制成，PEEK材料作为高性能工程塑料的一种，其具有耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性好等诸多优点。所述星轮转轴210采用铸钢或球墨铸铁材料制成，其结构强度高。所述永磁体222呈片状。本实施例中，永磁体222通过镶嵌注塑的方式嵌设于基体部221内。另外地，也可以通过热压等方式将永磁体222嵌设于于基体部221内，均属于本发明的保护范围。

如图1～图5所示，本发明实施例还提供了一种单螺杆压缩机，可用于压缩空气等，包括机壳100、螺杆构件300，所述螺杆构件300相对所述机壳100转动设置，所述机壳100上开设有进气孔的和排气孔，以吸入外界的空气及排出压缩后的气体，进气孔处可连接空气滤清器，以过滤空气。所述螺杆构件300上开设有螺旋槽301，所述单螺杆压缩机还包括上述的星轮构件200，所述星轮构件200转动设置于所述机壳100内且啮合于所述螺杆构件300。通过将永磁体222设置于星轮片220前端的齿部，利于消除星轮片220的加工应力带来的不良影响，提高星轮片220与螺杆构件300的啮合精度。

具体地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述星轮构件200设置有二个且对称设置于所述螺杆构件300的两侧，所述螺旋槽301、星轮片220和机壳100内侧壁构成压缩腔，所述螺旋槽301、星轮片220和机壳100内侧壁可构成压缩腔，空气从螺杆构件300一端吸入，随着螺杆构件300的转动，螺旋槽301将被星轮片220和机壳100内壁封闭成压缩腔，随着螺杆构件300的继续转动，压缩腔的体积减小，以压缩空气，当螺杆构件300继续转动至排气相位时，压缩后气体可由开设于机壳100内壁的三角排气口排出。所述机壳100上开设有至少二用于向压缩腔进行多点全程喷入冷却液的喷液孔110，所述喷液孔110于所述压缩腔封闭后及排气前对压缩腔进行多点全程喷液，所述喷液孔110按所述压缩腔封闭后及排气前星轮片220和螺旋槽301的啮合路径呈多点分布。具体地，当其中一螺旋槽301转动至预设的相位时，其中一喷液孔110可对该螺旋槽301进行喷液，当另一螺旋槽301转动至预设的相位时，另一喷液孔110可对该螺旋槽301进行喷液，在压缩腔被封闭后及压缩气体排出前，喷液孔110可交替或依序对不同的螺旋槽301进行全程多点喷液，喷入的液体可以为油、水或制冷液等流体，以起到冷却、密封、吸振、消声和润滑等作用。通过设置至少二个喷液孔110，以实现单级中压单螺杆压缩机的全程多点喷液冷却，特别是在排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间的情况下，由于压缩行程长，而且单级中压单螺杆压缩机，压缩过程中产生大量的热量，且压缩行程较压比小的压缩机行程长，若只有一个喷液孔110，其从喷液开始至终了的转角区域较小(螺杆转角)，不能对压缩腔进行全程喷液冷却，容易导致压缩腔局部温度过高；本发明提供的单级中压单螺杆压缩机，其通过设置至少二个喷液孔110，可对压缩腔进行全程多点喷液，保证压缩腔温度在合理的范围内，避免冷却液发生氧化、变质、结碳等不良现象，从而保证了压缩机持续、正常地工作，产品可靠性高，实现在标况下采用单级压缩，获得理想的排气温度，解决了压缩腔局部温度过高导致冷却液氧化、变质、结碳的技术问题，从而实现单螺杆压缩机在标况下单级压缩排气压力达1.6MPa至6.0MPa及以上。

具体地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述螺杆构件300上开设有多条螺旋槽301，所述喷液孔110于螺杆构件300转动至不同的相位时依序向螺旋槽301内喷入液体。具体应用中，喷液孔110的喷液顺序可依据实际情况而定。

具体地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述喷液孔110设置于所述壳体上且对应于所述星轮构件200面心处，喷液孔110通向螺杆构件300，以将冷却液喷至螺旋槽301内。通过这样的设计，喷液孔110设置有多个，每条螺旋槽301在转动过程中并于所述压缩腔封闭后及排气前，均有至少一喷液孔110对其进行喷液，螺旋槽301离开一喷液孔110后即马上进入另一喷液孔110，这样，便实现了全程多点喷液。

具体地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述喷液孔110上固定设置有可将冷却液雾化的喷液接头111，以提高喷液的冷却效果、润滑效果。

优选地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述喷液孔110设置有三个，三个喷液孔110呈近等腰三角状或等腰三角状或其它合适形状分布，本实施例中，喷液孔110设置有两组且分别位于壳体的两侧并对应设置相相应的星轮构件200的面心附近处，每组包括三个呈等腰三角形分布的喷液孔110。所述螺旋槽301设置有六条，三个喷液孔110依序对六条螺旋槽301进行全程多点喷液，冷却、润滑效果好。另外，也可以根据实际情况开设合适数量的喷液孔110，均属于本发明的保护范围，喷液孔110的数量取决于单螺杆压缩机的排气压力设计值的大小，排气压力越大、喷液孔110的数量越多。排气压力越大时，喷液孔110的数量取决于是否能满足单螺杆压缩机在封闭后、开始排气前的整个压缩过程实现全程喷液的条件，实现在标况下采用单级压缩，获得理想的排气温度，解决了压缩腔局部温度过高导致冷却液氧化、变质、结碳的技术问题。

具体地，如图4和图5所示，作为本发明的一实施例，所述机壳100上固定有轴承座130，所述轴承座130上固定设置有轴承140，所述星轮转轴210设置于所述轴承140内，所述轴承座130和轴承140成对设置且位于所述星轮转轴210的两端处，使星轮构件200可以可靠地相对机壳100转动。所述轴承座130通过锁紧件131固定连接于所述机壳100上，本实施例中，锁紧件131为螺丝，便于维护。所述螺杆构件300的中心轴与所述星轮转轴210的中心轴相垂直。

具体地，所述单级中压单螺杆压缩机的排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间，设置单个喷液孔110的压缩机难以满足排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间的冷却需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种星轮构件，包括星轮转轴和固定设置于所述星轮转轴外侧的星轮片，其特征在于，所述星轮转轴为金属件，所述星轮片包括与所述星轮转轴之间具有吸附力的永磁体以及采用工程塑料制成的基体部，所述永磁体嵌设于所述基体部中；所述星轮片包括多个齿部，每一个所述齿部处均嵌设有至少一所述永磁体。

2.如权利要求1所述的一种星轮构件，其特征在于，所述星轮片包括多个齿部，所述永磁体嵌设于所述齿部内且位于厚度方向近中心处。

3.如权利要求1所述的一种星轮构件，其特征在于，所述基体部采用PEEK材料制成，所述星轮转轴采用铸钢或球墨铸铁材料制成，所述永磁体呈片状。

4.一种单螺杆压缩机，包括机壳、螺杆构件，所述螺杆构件相对所述机壳转动设置，所述机壳上开设有进气孔的和排气孔，所述螺杆构件上开设有螺旋槽，其特征在于，所述单螺杆压缩机还包括如权利要求1至3中任一项所述的星轮构件，所述星轮构件转动设置于所述机壳内且啮合于所述螺杆构件。

5.如权利要求4所述的一种单螺杆压缩机，其特征在于，所述星轮构件设置有二个且对称设置于所述螺杆构件的两侧，所述螺旋槽、星轮片和机壳内侧壁构成压缩腔，所述机壳上开设有至少二用于向压缩腔喷入冷却液的喷液孔，所述喷液孔于所述压缩腔封闭后及排气前对压缩腔进行多点全程喷液，所述机壳上还开设有用于将冷却液排出的出液孔。

6.如权利要求5所述的一种单螺杆压缩机，其特征在于，所述螺杆构件上开设有多条螺旋槽，所述喷液孔于螺杆构件转动至不同的相位时依序向螺旋槽内喷入液体。

7.如权利要求5所述的一种单螺杆压缩机，其特征在于，所述喷液孔上固定设置有可将冷却液雾化的喷液接头。

8.如权利要求5所述的一种单螺杆压缩机，其特征在于，所述机壳上固定有轴承座，所述轴承座上固定设置有轴承，所述星轮转轴设置于所述轴承内，所述轴承座和轴承成对设置且位于所述星轮转轴的两端处，所述轴承座通过锁紧件固定连接于所述机壳上，所述螺杆构件的中心轴与所述星轮转轴的中心轴相垂直。

9.如权利要求4所述的一种单螺杆压缩机，其特征在于，所述单螺杆压缩机的排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间。