CN103790824B - 低负荷启动螺杆式空压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及螺杆压缩机，提供一种低负荷启动螺杆空压机，包括具有主腔体的外壳体以及内置于主腔体相互啮合的二螺杆，于主腔体的内壁上开设有若干旁通孔，外壳体上设有进气口以及排气口，各旁通孔位于进气口以及排气口之间，外壳体上还设有与各旁通孔连通的副腔体，副腔体内设有用于封堵各旁通孔的阀体，外壳体上设有用于驱使阀体封堵各旁通孔且由动力装置驱使工作的驱动机构。本发明在动力装置启动时，空压机副腔体与主腔体之间通过旁通孔连通，使得吸入主腔体的部分空气由旁通孔逸至副腔体，从而可以减小动力装置启动负载，使得动力装置以及空压机在低温环境正常启动，而在启动正常后，动力装置则又控制阀体封堵旁通孔，保证空压机的正常工作。

Description

低负荷启动螺杆式空压机

技术领域

本发明涉及螺杆压缩机，尤其涉及一种低负荷启动螺杆式空压机。

背景技术

螺杆式空压机具有高效能、高效率、免维护以及高可靠度等优点，其可以给各行各业提供优质的压缩空气。螺杆式空压机工作时，双螺杆在相对啮合转动的过程中，两者之间的齿间体积由小到大，再由大变小，从而使得空压机先由进气口不断吸入空气，再不断压缩由进气口吸入的空气，最后由排气口全部排出。

一般地，在螺杆式空压机上设有一用来调节空压机容积流量的螺旋阀，空压机的内壁上设有若干用于排放空气的旁通口，螺旋阀能够起到封堵各旁通口的作用。在空压机工作后，可以通过自身调节该螺旋阀打开旁通口来改变排气量的调节。在空压机应用中，其通常由柴油机等来进行驱动，但是在一些低温环境中，柴油机自身的启动比较困难，而由于空压机内为密封式，其对柴油机产生的启动负荷比较大，从而导致压缩机启动比较困难，需要反复操作与等待，目前最主要的解决方法是提高柴油机的低温启动性能，增加辅助启动装置，提高柴油机油路温度或添加冷起动液等，比较麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低负荷启动螺杆空压机，旨在用于解决现有的空压机低温环境启动困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种低负荷启动螺杆空压机，包括具有主腔体的外壳体以及内置于所述主腔体由一外设的动力装置驱使旋转且相互啮合的二螺杆，于所述主腔体的内壁上开设有若干旁通孔，所述外壳体上设有用于向所述主腔体内吸气的进气口以及用于排出经二所述螺杆压缩后的空气的排气口，各所述旁通孔位于所述进气口以及所述排气口之间，所述外壳体上还设有与各所述旁通孔连通的副腔体，于所述动力装置启动前所述副腔体与所述主腔体通过各所述旁通孔连通，所述副腔体内设有可用于封堵各所述旁通孔的阀体，所述外壳体上设有于所述动力装置启动后用于驱使所述阀体封堵各所述旁通孔且由动力装置驱使工作的驱动机构。

具体地，所述阀体包括可与所述副腔体内壁贴合且由所述驱动机构驱使转动用于封堵各所述旁通孔的回旋面板，所述回旋面板具有开口，于所述动力装置启动前所述开口正对各所述旁通孔，所述副腔体与所述主腔体连通。

进一步地，所述阀体还包括由所述驱动机构驱使转动的旋转轴，所述旋转轴通过轴承固定于所述副腔体内，所述回旋面板与所述旋转轴连接固定。

具体地，所述旋转轴上设有齿道，所述驱动机构包括伸入所述副腔体内与所述齿道啮合的齿条以及由所述动力装置驱使工作使得所述齿条沿其长度方向移动的推动件。

进一步地，所述副腔体内还设有用于抵压所述齿条背部以使所述齿条与所述齿道啮合的限位件。

具体地，所述推动件为由所述动力装置驱使工作的气缸。

具体地，各所述旁通孔沿所述螺杆的长度方向依次直线排列，所述回旋面板的开口边沿为在所述回旋面板旋转时可使各所述旁通孔部分或全部封堵的圆滑的曲线。

进一步地，所述副腔体与所述进气口通过一导气管道连通。

具体地，所述主腔体包括平行设置相交的二圆柱腔体，二所述螺杆分别位于二所述圆柱腔体内，各所述旁通孔分布于二所述圆柱腔体的其中一相交线的两侧，所述副腔体与该相交线两侧的各所述旁通孔均连通。

本发明具有下列技术效果：

本发明中主腔体内置有相互啮合的螺杆，且由一外设的动力装置驱使螺杆转动，一般动力装置为柴油机，副腔体与主腔体之间通过若干旁通孔连通，副腔体内设有阀体，该阀体在驱动机构的驱使下能够封堵各旁通孔，而驱动机构由动力装置控制工作。在启动动力装置时，空压机为该动力装置的负荷，动力装置需要带动二螺杆旋转，同时迫使空压机由进气口吸入空气，吸入的空气在主腔体内压缩，主腔体内压力增大，进而加大了动力装置的启动负荷，在本发明的空压机中，由于旁通孔打开，使得部分的空气可以由旁通孔逸至副腔体内，使得空压机内螺杆的有效压缩长度减小，从而缓解了主腔体内的空气压力，降低动力装置的启动负荷，即使在环境温度较低时，可以保证动力装置驱使空压机正常启动，而在动力装置启动完成后，动力装置又控制驱动机构驱使阀体封堵各旁通孔，使得主腔体内空间密闭，保证后续空压机由排气口排出的空气压力。

附图说明

图1为本发明实施例的空压机无螺杆的结构示意图；

图2为图1的空压机的剖面图；

图3为图1的空压机的副腔体的结构示意图。

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。

参见图1-图3，本发明实施例提供了一种低负荷启动螺杆式空压机，包括外壳体1以及相互啮合的二螺杆2，外壳体1具有主腔体11，二螺杆2均位于主腔体11内，并且其在一外设的动力装置（图中未示出）作用下旋转，一般地动力装置为柴油机，柴油机的驱动齿轮与其中一螺杆2伸出主腔体11的驱动轴啮合，在主腔体11的内壁上开设有若干旁通孔12，于外壳体1上还设有进气口13以及排气口14，进气口13与排气口14均与主腔体11连通，在二螺杆2旋转时，外界空气可以由进气口13吸入主腔体11内，并在主腔体11内压缩，最终由排气口14将压缩后的空气排出主腔体11，各旁通孔12设于进气口13与排气口14之间，一般地，进气口13与排气口14分别设于主腔体11的二端部，各旁通孔12位于二者之间，并沿二螺杆2长度方向依次分布，在外壳体1上还设有一个副腔体15，副腔体15与主腔体11之间通过各旁通孔12进行连通，在副腔体15内设有阀体3，其可用于封堵各旁通孔12，同时在外壳体1上设置一驱动机构4，该驱动机构4在动力装置的作用下能够驱使阀体3封堵各旁通孔12。在启动动力装置时，空压机为动力装置的启动负载，动力装置需要带动二螺杆2旋转，同时主腔体11吸收外界的空气，并对该部分空气压缩，增大主腔体11内气压，从而增大了动力装置的启动负载。在本实施例中，主腔体11与副腔体15之间通过若干旁通孔12连通，这样气体在运动至旁通孔12附近时，部分气体可以经旁通孔12逸至副腔体15内，只有当二螺杆2之间的接触线移动至靠近排气口14的旁通孔12的末端时，剩下的气体才被完全封闭起来，空压机的气体压缩过程从这一点才真正开始，对此使得二螺杆2的有效压缩长度由于旁通孔12的打开而大大减少，空压机内的容积流量也随之减少，又因为空压机的轴功率与容积流量成正比，从而使得空压机的轴功率大大降低，进而动力装置的启动负载不至于过大，即使在环境温度较低时，可以保证动力装置正常启动，且在动力装置与空压机均正常启动后，动力装置开始控制驱动机构4工作，驱动机构4驱使阀体3封堵各旁通孔12，保证主腔体11内气体压强，空压机能正常工作，正常情况下，当动力装置启动时，在空压机内各旁通孔12打开的情况下，空压机的轴功率可以降低26.3%。一般地，副腔体15不是一个密闭空间，其也设有气体出口，由主腔体11逸至其内的气体，可以经由副腔体15的气体出口流出，以避免副腔体15内的气体压强过大。

对于阀体3其包括一个回旋面板31，该回旋面板31与副腔体15的内壁151贴合，且在驱动机构3的作用下，回旋面板31可以在副腔体15内进行旋转能够形成对各旁通孔12的封堵，回旋面板31还开设开口311，在动力装置启动前，该开口311正对各旁通孔12，主腔体11与副腔体15连通。在这种结构中，主腔体11内产生的压缩气体可以由旁通孔12再经回旋面板31上的开口311进入副腔体15内，且在动力装置控制驱动机构4作用下，回旋面板31发生旋转，使得其开口311位置发生偏离，进而可以使得回旋面板31没有开口处能够封堵各旁通孔12。一般地，副腔体15为圆柱型腔体，回旋面板31也为柱形面，这样可以使得回旋面板31在副腔体15内方便旋转，同时回旋面板31与副腔体15的内壁151之间也可以贴合较完全，以保证在阀体3封堵旁通孔12时，各旁通孔12均关闭完全，主腔体11不会产生气体泄漏的情况。当然阀体3还可以采用一推杆推动其沿副腔体15的径向移动，进而阀体3一表面与副腔体15的内壁151贴合实现对各旁通孔12的封堵。

优化上述实施例，阀体3还设有一旋转轴32，旋转轴32的二端部分别穿设二轴承33使其固定在副腔体15的内壁151上，旋转轴32与回旋面板31之间固定连接，回旋面板31的二端部分别设置一端面板34，旋转轴32依次穿设二端面板34，从而实现了回旋面板31与旋转轴32之间的固定连接，当然这三者之间也可采用一体成型工艺完成，驱动机构4用于驱使旋转轴32转动，从而带动回旋面板31绕旋转轴32转动。旋转轴32的外表面与回旋面板31的内表面之间具有一定的间隙，旋转轴32、端面板34以及回旋面板31三者围设形成一定的容纳空间，该空间与副腔体15连通，压缩气体经旁通孔12以及回旋面板31上的开口311进入该空间，再由该空间进入副腔体15内。在该阀体3结构中，驱动机构4作用旋转轴32转动比较方便，实现结构较简单。在旋转轴32的端面位置上还应设有一指示孔321，该指示孔321位于旋转轴32端面的偏心位置，并且其与回旋面板31的开口311位置相对应，在安装阀体3时，通过该指示孔321的指示方向可以确定回旋面板31的开口311所处位置，以使在安装阀体3时，回旋面板31的开口311与旁通孔12的位置相对应，可以提高阀体3的安装效率。

具体参见图2以及图3，在旋转轴32上环设有一齿道322，对应地，驱动机构4则包括伸入副腔体15内与该齿道322啮合的齿条41，在齿条41的一端设有推动件42，该推动件42在动力装置的控制作用下能够使得齿条41沿其长度方向移动，进而可以驱动旋转轴32转动。在旋转轴32中齿道322的位置一般设于轴承33与端面板34之间，即驱动机构4的齿条41也由轴承33与端面板34之间伸入副腔体15内，这样在其移动驱使旋转轴32转动的过程中，齿条41不会对回旋面板31的转动造成干涉。在外壳体1内还设有一槽道（图中未示出），该槽道连通至副腔体15，齿条41一端与推动件42连接，另一端伸入该槽道内，当然齿条41与齿道322还保持啮合状态，即在齿条41移动的过程中，齿条41的部分结构在该槽道内滑动，这是用于使得齿条41的端部均具有一定的支撑，保证齿条41在啮合移动的过程中不会出现上下晃动，齿条41与齿道322之间啮合比较稳定。一般地，推动件42可以为一气缸，该气缸在动力装置的控制作用下伸缩，进而实现齿条41的移动，当然推动件也可以为在动力装置作用下沿一定轨迹移动的推杆，通过推杆的移动实现齿条41的移动。

继续优化上述实施例，在副腔体15内还设置一限位件152，该限位件152一端固定于副腔体15的内壁151上，另一端用于抵压齿条41的背部。通过限位件152的抵挡作用，限制齿条41在啮合移动的过程中在垂直其移动的方向上出现过大的偏移，避免齿条41与齿道322之间的啮合出现脱离。一般地，可将限位件152采用螺栓或弹性件等，在使用螺栓时，螺栓与齿条之间可以具有较小的间隙，齿条41存在一定的晃动范围，当限位件152采用弹性件时，弹性件可以处于压缩状态，这样在齿条41移动的过程中，限位件152可以对齿条41施以一定的抵顶效果，使得齿条41不会在垂直其移动的方向上出现过大的偏移，进一步保证齿条41与齿道322之间啮合的稳定性，同时还因为限位件152的弹性作用，其对齿条41的作用力不至于过大，不会过多影响齿条41沿其长度方向的移动。

进一步地，将各旁通孔12沿螺杆2的长度方向依次排列为一直线，对此将回旋面板31上开设的开口311边沿设为圆滑曲线，该圆滑曲线沿回旋面板31的一端至另一端的方向回转延伸，即开口311边沿不为直线，这样在旋转回旋面板31时，开口311逐渐偏离与其对应的旁通孔12位置，由于开口311的边沿为圆滑的曲线，各旁通孔12不会同时出现封堵闭合，对此即可以通过调节齿条41的移动，可以旋转回旋面板31使得部分的旁通孔12处于封堵状态，而一部分的旁通孔12则处于打开状态。由于在空压机正常的工作中，常常需要将封堵状态的旁通孔12打开实现容积流量的调节，本阀体3中回旋面板31的这种开口311结构可以使得主腔体11内容积流量更具有可调节性。当然这种曲线型的开口311结构，在旋转回旋面板31时，可以实现对各旁通孔12的全部封堵或全部打开。

再次参见图2，继续优化上述实施例，在外壳体1上还设置一导气管道16，导气管道16连通副腔体15与进气口13。在启动动力装置时，由进气口13吸入的空气具有部分将由旁通孔12逸至副腔体15内，然后该部分气体又经该导气管道16至进气口13，再次进入主腔体11内，主腔体11与副腔体15之间形成气体循环，这样不但可以避免副腔体15内出现气体膨胀，还可以防止逸至副腔体15内具有一定压强的气体由空压机直接逸出造成安全事故。

再次参见图1，对于主腔体11的结构，其包括二圆柱腔体11，该二圆柱腔体111平行设置并且相交，并且具有两条平行的相交线112，将各旁通孔12分别设于其中一相交线112的两侧，即在每一圆柱腔体11的内壁上均开设有旁通孔12，当然分设于两侧的旁通孔12也依次排列为一直线，将副腔体15开设于正对该相交线112的位置，同时位于该相交线112两侧的各旁通孔12均与副腔体15连通，这种结构，可以使得主腔体11与副腔体15之间的连通较为简单，方便加工。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低负荷启动螺杆空压机，包括具有主腔体的外壳体以及内置于所述主腔体由一外设的动力装置驱使旋转且相互啮合的二螺杆，于所述主腔体的内壁上开设有若干旁通孔，所述外壳体上设有用于向所述主腔体内吸气的进气口以及用于排出经二所述螺杆压缩后的空气的排气口，各所述旁通孔位于所述进气口以及所述排气口之间，其特征在于：所述外壳体上还设有与各所述旁通孔连通的副腔体，于所述动力装置启动前所述副腔体与所述主腔体通过各所述旁通孔连通，所述副腔体内设有可用于封堵各所述旁通孔的阀体，所述外壳体上设有于所述动力装置启动后用于驱使所述阀体封堵各所述旁通孔且由动力装置驱使工作的驱动机构。

2.如权利要求1所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述阀体包括可与所述副腔体内壁贴合且由所述驱动机构驱使转动用于封堵各所述旁通孔的回旋面板，所述回旋面板具有开口，于所述动力装置启动前所述开口正对各所述旁通孔，所述副腔体与所述主腔体连通。

3.如权利要求2所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述阀体还包括由所述驱动机构驱使转动的旋转轴，所述旋转轴通过轴承固定于所述副腔体内，所述回旋面板与所述旋转轴连接固定。

4.如权利要求3所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述旋转轴上设有齿道，所述驱动机构包括伸入所述副腔体内与所述齿道啮合的齿条以及由所述动力装置驱使工作使得所述齿条沿其长度方向移动的推动件。

5.如权利要求4所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述副腔体内还设有用于抵压所述齿条背部以使所述齿条与所述齿道啮合的限位件。

6.如权利要求4所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述推动件为由所述动力装置驱使工作的气缸。

7.如权利要求2所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：各所述旁通孔沿所述螺杆的长度方向依次直线排列，所述回旋面板的开口边沿为在所述回旋面板旋转时可使各所述旁通孔部分或全部封堵的圆滑的曲线。

8.如权利要求1-7任一项所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述副腔体与所述进气口通过一导气管道连通。

9.如权利要求1-7任一项所述的低负荷启动螺杆空压机，其特征在于：所述主腔体包括平行设置相交的二圆柱腔体，二所述螺杆分别位于二所述圆柱腔体内，各所述旁通孔分布于二所述圆柱腔体的其中一相交线的两侧，所述副腔体与该相交线两侧的各所述旁通孔均连通。