CN104879303A - 一种新型压缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型流体压缩装置，本技术主要由壳体、涡轮、蜗杆构成，所述涡轮可以是单叶面封闭离心式涡轮安装在壳体内，所述蜗杆呈锥形位于壳体内涡轮的轮面半径上，所述蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，相互之间保持一定间隙，所述涡轮中心轴上有锥形齿轮跟蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同蜗杆跟涡轮的转速比相同。所述涡轮、蜗杆被壳体包围密封，所述蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口。

Description

一种新型压缩装置

技术领域

本发明涉及的是一种压缩机械，尤其是流体压缩装置。

背景技术

在现有技术中，最接近本技术的有涡旋压缩机、螺杆压缩机和离心压缩机。涡旋式空气压缩机是由函数方和型线的动、静涡旋相互齿合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静涡旋盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自动机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动，气体通过空气过滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴旋转，气体在动静盘齿合所组成的若干对月牙形压缩腔内被逐步压缩然后由静盘部位的轴向孔连续排出。螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5～10丝，主转子又称阳转子或凸转子，通过由发动机或电动机驱动多数为电动机驱动，另一转子又称阴转子或凹转子是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动，或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中理论上没有金属接触。转子的长度和直径决定压缩机排气量即流量和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。离心式压缩机用于压缩气体的主要部件是高速旋转的叶轮和通流面积逐渐增加的扩压器。简而言之，离心式压缩机的工作原理是通过叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体的压力能。综上所述，涡旋压缩机不适合大流量压缩设备上使用，螺杆压缩机效率较高但是制造精度要求也高，因此制造成本也高，离心式压缩机适合大流量输气要求，但是不适用于气流量小及压比要求高的场合并且低速时效率较低，输出压力较低。这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种能适合大流量高压缩比要求又能在低转速工作时能够输出较高压力、高效率、低成本的一种新型压缩装置。

本方案是通过如下技术措施来实现的：主要由壳体、涡轮、蜗杆构成，所述涡轮可以是单叶面封闭离心式涡轮安装在壳体内，也可以是双叶面单封闭离心式涡轮安装在壳体内，所述蜗杆呈锥形位于壳体内涡轮的轮面半径上，所述蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，其相互之间始终保持一定间隙，其间隙一般为五到十丝之间，也可以保持在一至二十丝之间，还可以放得更宽只不过间隙越宽效率越低，具体根据加工精度来定，所述涡轮上的叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹以及蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的螺旋涡槽之间呈间隙密封且互不接触，所述涡轮中心轴上有锥形齿轮跟蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同蜗杆跟涡轮的转速比相同。所述涡轮转动时涡轮中心轴同时驱动蜗杆转动，转动中涡轮和蜗杆相互作对嵌运转并保持一至二十丝之间的间隙互不接触，所述涡轮、蜗杆被壳体包围密封，所述蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口，所述蜗杆可以是一个，也可以是两个对置，还可以是多个呈向心状均布在涡轮的轮面半径上，所述各蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的螺旋涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的螺旋叶凸跟各蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，其相互之间保持一至二十丝之间的间隙互不接触，所述涡轮中心轴上有锥形齿轮跟各蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述各蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同各蜗杆跟涡轮的转速比相同，涡轮转动时其中心轴同时驱动各蜗杆转动，转动中涡轮跟各蜗杆始终保持一至二十丝之间的间隙互不接触，涡轮、各蜗杆被壳体包围密封，所述各蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述各蜗杆两端轴上以及涡轮中心轴上有轴承，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口，所述涡轮为双叶面单封闭离心式涡轮时，其涡轮另一面所值蜗杆跟单叶面离心式涡轮上的蜗杆一样。所述蜗杆两端轴上和涡轮中心轴上有轴承。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中离心式涡轮轮面的半径上有蜗杆，所述蜗杆上的螺旋蜗凸正好跟涡轮上的涡槽相互匹配对应，所述涡轮上的叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹相互匹配对应，其相互之间保持一至二十丝之间的间隙，呈间隙密封且互不接触，当涡轮旋转时，涡轮中心轴同时驱动蜗杆转动，工作中旋转的涡轮和旋转的蜗杆始终保持一至二十丝之间的间隙互不接触，涡轮和蜗杆都被壳体包围密封，流体由涡轮内圆圆心处壳体上的进口进入涡轮的涡槽内，当涡槽内圆端转至蜗杆位置时被旋转蜗杆上的蜗凸对应封堵，随着涡轮和蜗杆的转动，涡槽内的流体被蜗杆上的蜗凸由内圆端向外圆端挤压，涡槽内的流体经出口流出，当涡槽外圆端转至蜗杆位置时，涡槽内的流体被蜗凸挤压出涡槽进入出口内，本技术原理跟现有技术中的螺杆压缩机有部分相同，其不同之处是一：螺杆压缩机是由一根或两根阴阳螺杆来完成压缩，本技术是由一个涡轮跟一个蜗杆也可以是由一个涡轮跟多个蜗杆来完成压缩，当一个涡轮跟一个蜗杆配合做功时，涡轮旋转一周涡轮轮面上的每个涡槽完成一次压缩。当一个涡轮跟多个蜗杆配合做功时涡轮轮面上的每个涡槽完成多次压缩，同一周期内压缩次数增多。二：由于涡轮旋转产生的离心作用使涡轮内圆进口处的流体更容易进入涡槽中，还有涡轮的离心作用使涡槽内的流体不易倒流，使压缩更流畅。三：就相同转速时流体在涡轮内旋转产生的离心力和蜗杆的挤压双重作用下产生的流体压力比离心式压缩机产生的流体压力更高。涡轮的直径和螺旋涡槽的长度决定压缩排气量即流量和排气压力，螺旋涡槽越长，压力越高；涡轮直径越大，流量越大。由此可见，本技术特别适合大流量高压力要求的以油、水、气等流体作介质的压缩设备上使用，本技术跟现有技术相比，其实施的有益效果是显而易见的。

附图说明：

图1为本技术第一个实施例的正面剖视结构示意图。

图2为本技术第一个实施例的侧面剖视结构示意图。

图3为本技术第二个实施例的正面剖视结构示意图。

图4为本技术第二个实施例的侧面剖视结构示意图。

图中， 1为壳体，2为涡轮,  3为蜗杆，3′为第二个蜗杆，4为蜗凸，4′为第二个蜗杆上的蜗凸，5为涡槽，6为叶凸，7为蜗凹，7′为第二个蜗杆上的蜗凹，8为中心轴，9为中心轴上的锥形齿轮，9′为蜗杆向心端上的锥形齿轮，9〞为第二个蜗杆向心端上的锥形齿轮，10为出口，10′为第二个出口，11为进口，12为轴承。

具体实施方式：

为能更清楚说明本方案的技术特点，下面结合其附图，对本方案作进一步阐述。

图1、图2示出了本方案第一个实施例，通过附图可以看出，本实施例示出的压缩机主要由壳体1、涡轮2、蜗杆3构成，所述涡轮2是单叶面封闭的离心式涡轮，所述涡轮2安装在壳体内，所述蜗杆3呈锥形位于壳体1内涡轮2的轮面半径上，所述蜗杆3上的螺旋蜗凸4跟涡轮2上的螺旋涡槽5相互匹配对应，涡轮2上的螺旋叶凸6跟蜗杆3上的螺旋蜗凹7相互匹配对应，其相互之间保持一至二十丝之间的间隙互不接触呈间隙密封状，所述涡轮2中心轴8上有锥形齿轮9跟蜗杆3向心端上的锥形齿轮9′相互啮合，所述蜗杆3向心端上的锥形齿轮9′跟涡轮2中心轴8上的锥形齿轮9的转速比同蜗杆3跟涡轮2的转速比相同。涡轮2中心轴8转动时驱动蜗杆3同时转动，涡轮2和蜗杆3相对转动并保持一至二十丝之间的间隙互不接触，涡轮2、蜗杆3被壳体1包围密封，在蜗杆3外缘端处涡轮2旋转起始方向一侧的壳体1上有出口10，       所述涡轮2内圆圆心处叶凸6侧壳体1上有进口11，所述涡轮2中心轴8转动时驱动蜗杆3同时转动，流体由涡轮2内圆圆心处壳体1上的进口11进入涡轮2的涡槽5内，    当涡槽5内圆端转至蜗杆3位置时被蜗杆3上的蜗凸4对应封堵，随着涡轮2和蜗杆3的转动，涡槽5内的流体被蜗杆3上的蜗凸4由内圆端向外圆端挤压，涡槽5内的流体经出口10流出， 当涡槽5外圆端转至蜗杆3位置时， 涡槽5内的流体全被蜗凸4挤压出涡槽5进入出口10内，所述蜗杆3两端轴上和涡轮2中心轴8上有轴承12。

图3、图4示出了本方案第二个实施例，通过附图可以看出，本实施例示出的压缩机主要由壳体1、涡轮2、蜗杆3和第二个蜗杆3′构成，所述涡轮2是单叶面封闭的离心式涡轮，所述涡轮2安装在壳体内，所述其中一个蜗杆3呈锥形位于壳体1内涡轮2的上半圆轮面半径上，所述第二个蜗杆3′呈倒锥形位于壳体1内涡轮2的下半圆轮面半径上，所述蜗杆3上的螺旋蜗凸4跟涡轮2上的螺旋涡槽5相互对嵌匹配，涡轮2上的螺旋叶凸6跟蜗杆3上的螺旋蜗凹7相互对嵌匹配，所述第二个蜗杆3′上的螺旋蜗凸4′跟涡轮2上的螺旋涡槽5相互对嵌匹配，所述涡轮2上的螺旋叶凸6跟第二个蜗杆3′上的螺旋蜗凹7′相互对嵌匹配，其相互之间保持一至二十丝之间的间隙互不接触并呈间隙密封状，所述涡轮2中心轴8上有锥形齿轮9跟蜗杆3向心端上的锥形齿轮9′和第二个蜗杆3′向心端上的锥形齿轮9〞相互啮合，所述蜗杆3向心端上的锥形齿轮9′和第二个蜗杆3′向心端上的锥形齿轮9〞跟涡轮2中心轴8上的锥形齿轮9的转速比同蜗杆3和第二个蜗杆3′跟涡轮2的转速比相同。涡轮2转动时其中心轴8同时驱动蜗杆3和第二个蜗杆3′转动，涡轮2跟蜗杆3和第二个蜗杆3′保持一至二十丝之间的间隙互不接触，涡轮2、蜗杆3、第二个蜗杆3′被壳体1包围密封，       所述蜗杆3外缘端处涡轮2旋转起始方向一侧的壳体1上有出口10，      所述第二个蜗杆3′外缘端处涡轮2旋转起始方向一侧的壳体1上有第二个出口10′，所述涡轮2内圆圆心处叶凸6侧壳体1上有进口11，所述涡轮2中心轴8转动时同时驱动蜗杆3和第二个蜗杆3′转动，流体由涡轮2内圆圆心处壳体1上的进口11进入涡轮2的涡槽5内，  当涡槽5内圆端转至蜗杆3和第二个蜗杆3′位置时被蜗杆3上的蜗凸4和和第二个蜗杆3′上的蜗凸4′对应封堵，  随着涡轮2、蜗杆3和第二个蜗杆3′的转动， 涡槽5内的流体被蜗杆3上的蜗凸4和第二个蜗杆3′上的蜗凸4′由内圆端向外圆端挤压，  涡槽5内的流体经出口10和第二个出口10′流出， 当涡槽5外圆端转至蜗杆3和第二个蜗杆3′位置时，  涡槽5内的流体全被蜗杆3上的蜗凸4和第二个蜗杆3′上的蜗凸4′挤压出涡槽5进入出口10和第二个出口10′内，  所述蜗杆3和第二个蜗杆3′两端轴上以及涡轮2中心轴8上有轴承12。

有益效果

通过上述两个实施例的叙述可以看出，本技术的工作原理跟现有技术中的螺杆压缩机工作原理基本相同，本技术的优点是一：本技术可以是由一个涡轮跟一个蜗杆配对工作，也可以是由一个涡轮跟多个蜗杆配对来完成压缩工作，当一个涡轮跟一个蜗杆配对工作时，涡轮每旋转一周涡轮轮面上的每个涡槽各完成一次压缩，当一个涡轮跟两个蜗杆配对工作时，涡轮轮面上的每个涡槽各完成两次压缩工作，也就是说，当一个涡轮跟多个蜗杆配对工作时，涡轮轮面上的每个涡槽各完成多次压缩工作，即同一转速内涡槽完成压缩工作的次数比现有技术中的螺杆压缩机多。二：由于涡轮旋转产生的离心作用使涡轮内圆处壳体上进口内的流体更容易进入涡槽中，还有涡轮的离心作用使涡槽内的流体流速加快且不易倒流，使压缩工作更流畅。三：相同转速时流体在涡轮内旋转产生的离心力和蜗杆的挤压双重作用下产生的流体压力比单纯离心式压缩机产生的流体压力更高，更适合高速大流量的压气工作。由此可见，本技术跟现有技术相比，其实施的有益效果是显而易见的。

Claims (3)

1. 一种新型压缩装置，主要由壳体、涡轮、蜗杆构成，其特征是：所述涡轮是离心式涡轮安装在壳体内，所述蜗杆呈锥形位于壳体内涡轮的轮面半径上，所述蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的螺旋叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，其相互之间保持一定间隙互不接触，所述涡轮的中心轴上有锥形齿轮跟蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同蜗杆跟涡轮的转速比相同，所述涡轮、蜗杆被壳体包围密封，所述蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口，所述蜗杆两端轴上和涡轮中心轴上有轴承。

2. 根据权利要求1所述一种新型压缩装置，其特征是：所述涡轮轮面上有两个蜗杆，其中一个蜗杆呈锥形位于壳体内涡轮的上半圆轮面半径上，第二个蜗杆呈倒锥形位于壳体内涡轮的下半圆轮面半径上，所述蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的螺旋涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的螺旋叶凸跟蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，所述第二个蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的螺旋涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的螺旋叶凸跟第二个蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，其相互之间保持一定间隙互不接触呈间隙密封状，所述涡轮中心轴上有锥形齿轮跟蜗杆向心端上的锥形齿轮和第二个蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述蜗杆向心端上的锥形齿轮和第二个蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同蜗杆和第二个蜗杆跟涡轮的转速比相同，涡轮、蜗杆、第二个蜗杆被壳体包围密封，所述蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述第二个蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有第二个出口，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口，所述蜗杆和第二个蜗杆两端轴上以及涡轮中心轴上有轴承。

3. 根据权利要求1所述一种新型压缩装置，其特征是：所述涡轮轮面上有多个蜗杆，所述多个蜗杆呈锥形向心均布于壳体内涡轮的轮面半径上，所述各蜗杆上的螺旋蜗凸跟涡轮上的螺旋涡槽相互对嵌匹配，所述涡轮上的螺旋叶凸跟各蜗杆上的螺旋蜗凹相互对嵌匹配，其相互之间保持一定间隙互不接触，所述涡轮中心轴上有锥形齿轮跟各蜗杆向心端上的锥形齿轮相互啮合，所述各蜗杆向心端上的锥形齿轮跟涡轮中心轴上的锥形齿轮的转速比同各蜗杆跟涡轮的转速比相同，涡轮、各蜗杆被壳体包围密封，所述各蜗杆外缘端处涡轮旋转起始方向一侧的壳体上有出口，所述涡轮内圆圆心处叶凸侧壳体上有进口，所述各蜗杆和两端轴上以及涡轮中心轴上有轴承。