CN102425549B - 一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于压缩机技术领域，公开了一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，包括壳体、星轮构件、螺杆构件，星轮构件转动设置于壳体内且啮合于螺杆构件，星轮构件设置有二个且对称设置于螺杆构件的两侧，螺杆构件上开设有螺旋槽，星轮构件包括星轮转轴和啮合于螺旋槽的星轮片，螺旋槽、星轮片和壳体内侧壁构成压缩腔，壳体上开设有至少二用于向压缩腔喷入冷却液的喷液孔。本发明提供的压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其可实现对压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机进行全程喷液冷却，避免冷却液发生氧化、变质、结碳等不良现象，使压缩机可以正常、持续工作，设备可靠性高。

Description

一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机

技术领域

本发明属于压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机。

背景技术

目前，单螺杆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啮合副，装在壳体内构成。螺杆上设置有螺旋槽。螺旋槽、壳体内壁和星轮片齿顶面构成封闭的压缩腔。高速旋转时的动力传到螺杆的螺旋槽上带动星轮齿转动，随着星轮齿转动，使空气由螺杆倒角端面进入吸气腔，再被星轮齿片封闭，压缩至设计压力时，由开在壳体内壁的排气三角口通过排气通道排出。现有技术中，单螺杆压缩机的壳体上均仅开有一个喷液孔，以将油、水或制冷液等冷却液喷入压缩腔。现有技术这种只有一个喷液孔的喷液方式不能实现单螺杆压缩机整个压缩过程全程喷液冷却，特别是在标况下单级压缩比为17～61的情况下，因压缩比较大，压缩过程中产生大量的热，导致冷却液易发生氧化、变质、结碳的现象，压缩机不能正常工作，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，提供了一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其可实现对压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机进行全程喷液冷却，避免冷却液发生氧化、变质、结碳等不良现象，使压缩机可以正常、持续工作，设备可靠性高。

本发明的技术方案是：一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，包括壳体、星轮构件、螺杆构件，所述螺杆构件相对所述壳体转动设置，所述星轮构件转动设置于所述壳体内且啮合于所述螺杆构件，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，所述壳体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，所述星轮构件包括星轮转轴和固定设置于所述星轮转轴外侧且啮合于所述螺旋槽的星轮片，所述螺旋槽、星轮片和壳体内侧壁构成压缩腔，所述壳体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。

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，所述喷液孔设置于所述壳体上且对应于所述星轮构件面心处。

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。

优选地，所述喷液孔设置有三个，三个喷液孔呈等腰三角状分布，所述螺旋槽设置有六条。

具体地，所述壳体上固定有轴承座，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壳体上，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，所述压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机的排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间。

具体地，所述星轮转轴为金属件，所述星轮片包括采用工程塑料制成的基体部以及嵌设于所述基体部内且与所述星轮转轴之间具有吸附力的永磁体。

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。

本发明的提供了一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其通过设置至少二喷液孔，可实现对压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机进行全程喷液冷却，避免冷却液发生氧化、变质、结碳等不良现象，使压缩机可以正常、持续工作，设备可靠性高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机的剖面示意图；

图2是本发明实施例提供的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机的平面示意图；

图3是本发明实施例提供的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机中的星轮构件的平面示意图；

图4是本发明实施例提供的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机中的星轮构件的另一平面示意图；

图5是图4中A-A处剖面示意图。

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4所示，本发明实施例提供的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，可用于压缩空气等气体。包括壳体100、星轮构件200、螺杆构件300，所述螺杆构件300相对所述壳体100转动设置，所述星轮构件200转动设置于所述壳体100内且啮合于所述螺杆构件300，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，通过采用电机等合适部件驱动螺杆构件300，使啮合于螺杆构件300的星轮构件200随之转动以压缩气体，对称设置于螺杆构件300两侧的星轮构件200，作用于螺杆构件300上的径向力可互相抵消，振动小，噪音低。所述壳体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，进气孔处可连接一空气滤清器，以过滤空气。所述螺杆构件300上开设有螺旋槽301，所述星轮构件200包括星轮转轴210和固定设置于所述星轮转轴210外侧且啮合于所述螺旋槽301的星轮片220，所述螺旋槽301、星轮片220和壳体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和壳体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壳体100内壁的三角排气口排出。所述壳体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，以实现压缩过程全程多点喷液冷却的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，传统技术中仅一个喷液孔110喷液对应开始至终了的转角区域(螺杆转角)较小，不能对压缩腔全程进行喷液冷却，容易导致压缩腔局部温度过高；而且压缩过程全程多点喷液冷却的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，本发明提供的压缩过程全程多点喷液冷却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1和图2所示，作为本发明一实施例，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1和图2所示，作为本发明一实施例，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。本实施例中，两个星轮构件200的面心方向反向设置，喷液孔110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。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1和图2所示，作为本发明一实施例，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1和图2所示，作为本发明一实施例，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6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1和图2所示，作为本发明一实施例，所述壳体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可以可靠地相对壳体100转动。所述轴承座130通过锁紧件131固定连接于所述壳体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，所述压缩过程全程多点喷液冷却的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。

具体地，如图1～图5所示，作为本发明一实施例，所述星轮转轴210为金属件，所述星轮片220包括采用工程塑料制成的基体部221以及嵌设于所述基体部221内且与所述星轮转轴210之间具有吸附力的永磁体222。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，提高了压缩机的质量，增加了收益。

如图1～图5所示，作为本发明一实施例，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。通过将永磁体222嵌入齿部厚度方向中心处，可于星轮片220注塑成型时将永磁体222镶嵌于星轮片220中，永磁体222不会脱落。由于星轮片220的前端的齿部位置处变形量较大，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。

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)

1.一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，包括壳体、星轮构件、螺杆构件，所述螺杆构件相对所述壳体转动设置，所述星轮构件转动设置于所述壳体内且啮合于所述螺杆构件，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，所述壳体上开设有进气孔和排气孔，所述螺杆构件上开设有螺旋槽，所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且啮合于所述螺旋槽的星轮片，所述螺旋槽、星轮片和壳体内侧壁构成压缩腔，其特征在于，所述壳体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，所述喷液孔按所述压缩腔封闭后及排气前星轮片和螺旋槽的啮合路径呈多点分布；当其中一螺旋槽转动至预设的相位时，其中一喷液孔可对该螺旋槽进行喷液，当另一螺旋槽转动至预设的相位时，另一喷液孔可对该螺旋槽进行喷液，每条螺旋槽在转动过程中并于所述压缩腔封闭后及排气前，均有至少一喷液孔对其进行喷液，螺旋槽离开一喷液孔后即马上进入另一喷液孔。 

2.如权利要求1所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，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。 

3.如权利要求1所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其特征在于，所述喷液孔设置于所述壳体上且对应于所述星轮构件面心处。 

4.如权利要求1所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，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。 

5.如权利要求2所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其特征在于，所述喷液孔设置有三个，三个喷液孔呈等腰三角状分布，所述螺旋槽设置有六条。 

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其特征在于，所述壳体上固定有轴承座，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壳体上，所述螺杆构件的中心轴与所述星轮转轴的中心轴相垂直。 

7.如权利要求1至5中任一项所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其特征在于，所述压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机的排气压力为1.6MPa至6.0MPa之间。 

8.如权利要求1至5中任一项所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，其特征在于，所述星轮转轴为金属件，所述星轮片包括采用工程塑料制成的基体部以及嵌设于所述基体部内且与所述星轮转轴之间具有吸附力的永磁体。 

9.如权利要求8所述的一种压缩过程全程多点喷液冷却的单级中压单螺杆压缩机，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。