CN102661279B - 单螺杆压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单螺杆压缩机，螺杆、星轮啮合副予留含有泄漏角θ的大啮合角at:98.1818°≥at＞94.5°，所述的泄漏角θ的取值范围为0°＜θ≤3.6818°。螺杆进气端长？L’从123.5增长至133.5mm,？壳体分割槽长加长10mm。螺杆槽进气端封闭后星轮齿转过θ角时螺杆槽才全被封闭，进气端口θ角容积大于排气端口θ角容积几倍至数拾倍，加上螺杆转速近3000r.p.m，封闲的螺杆槽内空气密度大增加了压缩机空气排量、提高了容积效率η、增大了内压比ε,进一歩优化选取合适进气角θ可减小比功率kw/(m3/min)。

Description

单螺杆压缩机

技术领域

本发明涉及一种单螺杆压缩机。

背景技术

单螺杆压缩机的主要零件有螺杆、星轮和壳体，CP型单螺杆压缩机由一个6槽圆柱螺杆和两个11齿在水平面上中心对称布置的星轮组成啮合副，装在壳体内构成。螺杆螺旋槽、壳体内壁和星轮片齿及顶面构成封闭的基圆容积。高速旋转的动力传到螺杆由其螺旋槽带动星轮齿片转动，使空气由螺杆倒角端面进入吸气腔，再被星轮齿片封闭，随着基圆容积逐渐减小空气被压缩至设计压力时，由开在壳体内壁的近似三角形排气口经排气通道排出。

单螺杆压缩机的壳体上开有喷液孔，将油、水或制冷液经喷嘴雾化后喷入压缩腔起冷却、密封、吸振、消声和润滑等作用。

单螺杆压缩机螺杆头数Z₁=6，星轮片齿数Z₂=11，螺杆转180°，星轮片齿转180°X6/11=98.1818°,早期资料推荐单螺杆压缩机啮合角at≈90°,隨着产品排量逐步增大，外国及国内生产公司现已选用到at≈94.5°。压缩机壳体分割面槽宽B决定了壳体泄漏角，亦即决定了啮合副最大泄漏角的大小,“普遍认为啮合角at太大，当at+θmax＞98.1818°时,在进气端增大了角θ的进气角a’,会在排气端产生等大的泄漏角θ,增加了进气角θ的螺杆槽容积气体会由排气端等大的泄漏角θ容积全部漏光,所以大多数单螺杆压缩机公司都不予考虑采用大啮合角at。

基于上述现有单螺杆压缩机的不足之处，本发明人研制了一种予留含有泄漏角θ的大啮合角at单螺杆压缩机。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种单螺杆压缩机，以改变现有技术存在的增加了进气角的螺杆槽容积气体由排气端等大的泄漏角容积全部漏光等不足。

本发明采用以下技术方案：本发明的单螺杆压缩机，包括安装在壳体内的一个6槽圆柱螺杆和两个11齿在水平面上中心对称布置的星轮组成啮合副，螺杆、星轮啮合副予留含有泄漏角θ的大啮合角at:98.1818°≥at≥94.5°；所述泄漏角θ的取值范围为：0°＜θ≤3.6818°。

螺杆进气端长L’从123.5增长至133.5mm,相应进气角a’=sin-1(L’/R2)增至40.9970°,啮合角at=a1+a’增至97.9413°,进气端面倒角β=a’-δ增至32.5766°,壳体分割槽长相应加长10mm。

本发明的单螺杆压缩机的有益效果是:本发明打破了见漏就止步的常规，充分利用可以增加螺杆槽有效容积的材料加长进气端长度L’来增加有效容积,也就是采用大啮合角at来增大泄后计算排量提高容积效率η，据试验验证容积效率可提高2%，同时也增大了内压比ε,拓展了单螺杆压缩机生产中、高压产品的优势。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图，图中为无泄漏时啮合角at,等于排气角a1加进气角a’,加压缩机最大泄漏角θmax即at=a1+a’+θmax≤98.1818°。

图2是本发明的结构示意图，图中at为在进气端加大了角θ＞0-3.6818°的进气角a’,在排气端存在予设等大的泄漏角θ＞0-3.6818°,a1+{a’+(0-3.6818°)}’≤98.1818°。

图1、图2中附图标记的含义及数值为：螺杆直径d1=370mm、星轮半径R2=203.5mm、中心距A=296mm、轮心距a=111mm、槽(齿)宽b=59.6mm、槽(齿)深h=92.5、槽(齿)宽半角δ=8.4205°、进气端面角β=28.9437°、螺杆全长L=330mm、进气端面距L’=123.5mm、螺杆转数n1=2980r.p.m、星轮转数n2≈1625.4545r.p.m。

具体实施方式

本发明的实施例：本发明包括安装在壳体内的一个6槽圆柱螺杆和两个11齿在水平面上中心对称布置的星轮组成啮合副，螺杆、星轮啮合副予留含有泄漏角θ的大啮合角at:98.1818°≥at≥94.5°，泄漏角θ的取值范围为：0°＜θ≤3.6818°。

螺杆进气端长L’原为123.5mm，改进后加长10mm为133.5mm,进气角a’=sin-1(L’/R2)、啮合角at=a’+a1、螺杆端面倒角β=a’-δ{δ=sin-1(b/2R2)}都相应增大。特征是啮合角at在进气端增加了进气角θ,啮合角at在排气端予留有等大的泄漏角θ。

如附图2所示意，一种单螺杆压缩机，由一个6槽圆柱螺杆和两个11齿在水平面上中心对称布置的星轮组成啮合副，装在壳体内构成。螺杆螺旋槽、壳体内壁和星轮片齿及顶面构成封闭的基圆容积，单螺杆压缩机正常工作时本有多处始终存在泄漏，随着高速旋转的动力传到螺杆由其螺旋槽带动星轮齿片转动，当进气口被星轮齿片封闭后转过进气角θ时,螺杆槽才全部被封闭，基圆容积开始逐渐变小,空气被压缩至设计压力时，由开在壳体内壁的近似三角形排气口经排气通道排出。改进后，所述的螺杆、星轮啮合副予留含有泄漏角θ的大啮合角at为:98.1818≥at≥94.5°。当最大啮合角at=98.1818°时，理论容积最大，高压排气口端存在泄漏角θ形成的近似小三角形和星轮齿宽b形成的较小泄漏容积，而在进气口端相应有一等大的进气角θ形成面积更大的近似四边形和星轮齿宽b形成几倍至数十倍大的进气容积。

本发明通过设计计算有以下结果:最大计算排量得到泄漏排量为:0.3766m3/min。在基本参数相同的情况下有泄漏角θ的大啮角at设计,泄后计算排量较无泄漏角θ设计计算排量Vb=64.056m3/min大了2.4372m3/min，是泄漏排量0.3766m3/min的6.47倍。为增大计算排量和内压比ε可选择含有大的泄漏角θ,为降底比功率须选择合适较小的泄漏角θ。螺杆槽在进气端被星轮片齿封闭时螺杆槽容积内空气乃与大气相通,空气尚未被压缩直到转过进气角θ排气端也被封闭螺杆槽才全封闭,容积中的空气会有一部分因为螺杆转速近3000r.p.m,太快无时间逃逸，容积中空气含量较多,从进气口进来的空气面积较大,而槽(齿)宽b,进气角和泄漏角θ相同,故空气容积较大,而从排气端泄漏的空气面积较小泄漏容积就小,螺杆槽容积内滞留空气含量增多,到排气端被封闭后螺杆槽基圆容积才开始逐渐减小空气开始被压缩，故此时有效容积内空气密度较无泄漏角θ时空气密度大，压缩机计算排量大、容积效率高η、内压比ε大。

本发明中，螺杆进气端长L’加长10mm,增加了螺杆进气角θ即加大了螺杆进气角a’、加大了螺杆啮合角at、加大了螺杆端面倒角β、增加了螺杆予留泄漏角θ。

以上所述，仅是本发明单螺杆压缩机的实例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依据本发明的技术实质对以上的实例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于排本技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种单螺杆压缩机，包括安装在壳体内的一个6槽圆柱螺杆和两个11齿星轮组成的啮合副，其中两个11齿星轮在水平面上中心对称布置，其特征在于：螺杆、星轮啮合副预留含有泄漏角θ的大啮合角at:98.1818°＞at≥94.5°；所述泄漏角θ的取值范围为：0°＜θ＜3.6818°。

2.根据权利要求1所述的单螺杆压缩机，其特征在于：螺杆进气端长L’从123.5mm增长至133.5mm,壳体分割槽长相应加长10mm。