CN107120274B - 旋叶式压缩机 - Google Patents

Abstract

一种旋叶式压缩机，缸体采用四工作腔多圆弧段型线，与转子外壁面相切；缸体内壁面、转子外壁面、滑片运动方向内壁面及前后端盖形成四个独立密闭压缩工作腔；转子中心有排气芯管，转子上有转子排气道；排气芯管上有芯管排气孔及外接法兰，转子旋转过程中，芯管排气孔将与转子排气道周期性连通或断开。本发明的旋叶压缩机相对于传统的旋叶压缩机，用排气芯管结构取代了排气阀片结构，大大提高了压缩机整体运行可靠性；在相当程度上降低了气体流动损失，提升了压缩机效率；经合理推算，多缸设计在增加压缩容积同时改善了滑片受力情况，有效降低了滑片磨损。

Description

旋叶式压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机、特别是一种旋叶式压缩机领域。

背景技术

旋叶式压缩机是一种已被广泛应用的压缩机结构形式。其具有结构简单紧凑、加工简便、重量轻、体积小、输气量大、气流脉动均匀、压缩效率高、工作平稳可靠、启动冲击小、动力平衡性能好等特点。因此，在部分生活及工业用压缩机领域有很强的竞争能力。其中以单工作腔及双工作腔结构旋叶式压缩机较为常见。传统旋叶式压缩机中主要的损耗基本来自滑片及吸排阀阀片。由于在高速运转下，强大的离心力会使滑片甩出滑片槽，并与气缸紧密贴合，所以在滑片磨损的情况时滑片会进行自动补偿，压缩机运行效率并不会受到明显影响。而排气阀片由于压缩机运行时不停地进行开合，使其成为压缩机易损件之一。且在阀片开合过程中会与阀片底座和升程限制器发生撞击而产生噪音；气流流过气阀时节流导致阻力损失较大；阀片运动导致气流脉动，产生流体噪声；压缩机变频调速时，阀片运动规律变差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种效率更高、有效提升输气量、增加运行可靠性、降低气流脉动、优化排气结构的旋叶式压缩机。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种旋叶式压缩机，包括缸体、转子、滑片、轴密封端盖和前后端盖，其特征是缸体采用四工作腔多圆弧段型线与圆柱体的转子外壁面相外切；四片斜置滑片伸出使缸体内壁面、转子外壁面、滑片运动方向内壁面及前后端盖形成四个独立密闭压缩工作腔；

转子中心有轴向圆形深孔及置于轴向圆形深孔内的排气芯管，转子上靠四片滑片一侧均有轴向的转子排气道、直通转子内的轴向圆形深孔，排气芯管末端有滑动轴承定位；

排气芯管上有四个长条形芯管排气孔及外接法兰，主轴带动转子旋转过程中，芯管排气孔将与转子排气道周期性连通或断开。

在缸体内壁靠近与转子相切处有吸气口。

缸体外表面有散热翅片3。

本发明的旋叶压缩机相对于传统的旋叶压缩机，用排气芯管结构取代了排气阀片结构，大大提高了压缩机整体运行可靠性；在相当程度上降低了气体流动损失，提升了压缩机效率；经合理推算，多缸设计在增加压缩容积同时改善了滑片受力情况，有效降低了滑片磨损。

附图说明

图1为本发明的旋叶式压缩机的结构示意图。

图2为图1的旋叶式压缩机的横剖面的结构示意图。

图3为图1的旋叶式压缩机的排气芯管的结构示意图。

图4为图1的旋叶式压缩机的转子结构示意图。

图5为图1的旋叶式压缩机缸体的结构示意图。

图6为图1的旋叶式压缩机工作过程中转子与排气芯管的位置关系示意图。

图7为图1的旋叶式压缩机的工作过程示意图。

图中:1-前端盖,2-缸体 3-散热翅片,4-吸气口,5-转子,6-滑片,7-后端盖,8-定位套筒,9-排气芯管,10-外接法兰,11-第一轴承,12-转子排气道,13-螺栓,14-第二轴承,15-驱动轴,16-轴密封端盖,17-轴密封环,18-芯管排气孔,19-滑动轴承,20-密封圈,21-滑片槽,22-芯管套筒,23-吸气腔,24-压缩腔,25-密封圈凹槽,26-端盖定位孔,27-紧固螺孔；

2a-前密封端面，2b-后密封端面，9a-芯管固定短轴，9b-芯管密封圈，9c-芯管裙座。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的旋叶式压缩机进一步描述。

如图1所示，转子5与缸体2轴向同心；在转子5的中心部位有轴向圆形深孔，深孔内装有排气芯管9，在缸体2的两端分别有相互配合的第一轴承11、定位套筒8和芯管套筒22以及相互配合的第二轴承14、轴密封环17以及驱动轴15。转子5中的四个斜置滑片槽中均插有滑片6，每块滑片只能在滑片槽中进行一个自由度的上下运动。前端盖1、后端盖7分别通过螺栓13与缸体2的前密封端面2a、后密封端面2b连接固定。轴密封端盖16通过螺栓与前端盖1外端面连接固定。排气芯管9通过芯管裙座9c及紧固螺栓与后端盖7外端面相固定。整体结构简单紧凑。图1所示结构中，转子5、滑片6、前端盖1、后端盖7共同围成四个独立压缩工作腔。

如图2所示，排气芯管9为本发明的旋叶式压缩机新设部件之一,包括芯管固定短轴9a、芯管排气孔18、芯管密封圈9b、芯管裙座9c以及外接法兰10。排气芯管9内部有加强十字筋板。

本发明的转子5与传统旋叶压缩机转子的结构有相似之处，但其与排气芯管9配合使用，新设转子排气道12和芯管套筒22，并与转子排气道12、芯管排气孔18共同形成排气气路系统。

压缩机的缸体2的结构如图5所示。由于旋叶压缩机运行时滑片6长时间与气缸内壁摩擦，所以缸体2的外部设有散热翅片3。缸体周向均匀开设有四个吸气口4，吸气口呈长条形，缸体不另设吸气阀片。缸体2两端分别有前密封端面2a和后密封端面2b，分别与前端盖1及后端盖7配合形成工作腔并密封。两侧端面均设有密封圈凹槽25、端盖定位孔26、紧固螺孔27。

转子5与排气芯管9位置关系如图6所示。滑动轴承19置于转子2内的轴向圆形深孔的末端。排气芯管9插入该圆形深孔内且与芯管固定短轴9a和滑动轴承19相配合。排气芯管9靠出口端设有密封圈20防止高压气体透过深孔壁与排气芯管外壁之间的间隙泄至气缸体内。

排气芯管9通过芯管裙座9c及紧固螺栓与后端盖7外端面完全固定，不能进行转动。因此，压缩机运行时，转子5与排气芯管9做相对同心转动，转子排气道12与排气芯管9上的芯管排气孔18将周期性连通，并排出压缩气体。

旋叶压缩机的气路系统如图2所示。转子5的外周面与缸体2的内壁、前端盖1密封端面、后端盖7密封端面共同围成四个独立工作腔。且滑片分别将四个工作腔分隔成吸气腔23及压缩腔24。压缩腔24在压缩过程中为隔绝工作腔。当转子5逆时针转至恰当角度时，压缩机进入排气过程，压缩腔24通过转子排气道12与芯管排气孔18相连通；转子5继续转动，压缩腔24将持续缩小，将压缩气体持续排出。吸气腔23与缸体2上的吸气口4相连通。压缩、排气的同时，吸气腔23容积扩大，气体不断通过吸气口4进入吸气腔23中。

旋叶压缩机工作过程原理如图7所示。旋叶压缩机吸气过程起始时刻转子5转角排气过程起始时刻转子5转角排气过程终了时刻转子5转角压缩机工作过程中，转子5转动所产生离心力驱使滑片6始终与压缩机缸体2内壁贴合，每个吸气、压缩、排气周期内同时存在四个滑片独立的吸气、压缩、排气过程，即滑片6a过程、滑片6b过程、滑片6c过程和滑片6d过程。

以下以滑片6a为例分析：

(1)吸气过程：当转子5转角为0时，滑片6a顶端恰转过吸气口4a，转子5持续转动，吸气腔23容积增大，外部空气开始被吸入吸气腔23中。当动转子5转过时，下一滑片6b恰好转过吸气口4a，并关闭吸气腔23，滑片6a吸气过程终了。

(2)压缩过程：滑片6a在结束上一滑片6d吸气过程的同时进入滑片6a压缩过程，滑片6a逆时针转动使压缩腔24容积减小，压缩腔24内气体压力升高、气体被压缩。转子5转角转至时，转子排气道12前端面12a1与芯管排气孔18后端面18a2重合，滑片6a压缩过程终了。

(3)排气过程：如前所述，转子5转角转至时，转子排气道12前端面12a1与芯管排气孔18后端面18a2重合，滑片6a排气过程起始。此时，压缩腔24、转子排气道12、芯管排气孔18相互连通，滑片6a转动迫使压缩气体从压缩腔24经转子排气道12、芯管排气孔18从排气芯管9输送至压缩机外部。当转子转角转至至时，转子排气道12后端面12a2与芯管排气孔18前端面18a1重合，滑片6a排气过程终了。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种旋叶式压缩机，包括缸体、转子、滑片、轴密封端盖（16）和前后端盖，轴密封端盖（16）通过螺栓与前端盖外端面连接固定，其特征是：

a．缸体（2）采用四工作腔多圆弧段型线，与圆柱体的转子（5）外壁面相外切；四片斜置滑片（6）伸出使缸体内壁面、转子外壁面、滑片运动方向内壁面及前后端盖形成四个独立密闭压缩工作腔；

b．转子（5）中心有轴向圆形深孔及置于轴向圆形深孔内的排气芯管（9），转子上靠四片滑片一侧均有轴向的转子排气道（12），转子排气道（12）直通转子内的轴向圆形深孔，排气芯管末端有滑动轴承（19）定位；

c．排气芯管上有四个长条形芯管排气孔（18）及外接法兰（10），主轴带动转子旋转过程中，芯管排气孔（18）将与转子排气道（12）周期性连通或断开；

d.在缸体内壁靠近与转子相切处有吸气口（4）；

e.缸体外表面设置散热翅片（3）。