CN108953150A - 一种高内容积比的单螺杆压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高内容积比的单螺杆压缩机，包括：机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，其中锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)采用渐变宽度设计；锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态，并与机体(1)配合形成封闭腔室实现介质压缩；机体(1)的一侧设置有气体流通通道(103)和排气孔口(102)，共同实现轴向排气，另一侧设置过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤。

Description

一种高内容积比的单螺杆压缩机
技术领域
本发明属于回转式压缩机技术领域，特别涉及一种高内容积比的单螺杆压缩机。
背景技术
单螺杆压缩机是一种回转式流体机械，具有结构简单、可靠性高、力学平衡性好、振动小、噪声低、容积效率高等特点，目前受到各个行业的广泛关注，尤其是在炼油、化工、矿山、医药、建筑等领域。螺杆和星轮构成的啮合副是单螺杆压缩机的核心工作部件，单螺杆压缩机依靠啮合副的啮合运动与机壳配合共同形成周期性变化的工作腔室，来实现气体的压缩或者膨胀。如图1所示，常规的单螺杆压缩机中圆柱螺杆转子(8)均为圆柱形的毛坯经过铣削等机械零件加工方法加工制造而成的，螺杆转子外缘(11)在不同截面上均为等直径的，圆柱密封段(9)为光滑平面或者平行槽，密封效果不佳。等齿宽星轮(12)的星轮齿也是等宽度的，并与等宽度的螺槽(10)相啮合。这种圆柱螺杆转子(8)及等齿宽星轮(12)组成的啮合副能够满足大多数工况条件的要求，具有制造加工方便、技术成熟等优点。但随着单螺杆压缩机工程应用领域的不断扩展，一些特殊环境下操作工况发生了非常规的变化，需要更高的介质气体压缩比或者膨胀比，这对单螺杆压缩机也提出了新的挑战。因此提出一种高内容积比的单螺杆压缩机对于单螺杆压缩机向高压比领域扩展具有重要意义。
目前单螺杆压缩机基本都采用滑阀机构来实现其内容积比的调节，现有文献(专利号：ZL200780052688.6、ZL201180014262.8、ZL201610729709.4、ZL201210182145.9、ZL201721171366.0、ZL201510812189.9)中提出的单滑阀式气量调节机构或双滑阀式气量调节机构均是由安装在具有半圆槽孔的气缸壁上的滑阀及液压控制系统组成，依靠液压控制系统带动滑阀沿着轴向移动来实现气量和内容积比的调节。但滑阀式调节系统主要针对已经设计完成的单螺杆压缩机在使用过程中由于负载工况发生变化而进行的内容积比条件，调节的目的主要是保证工况变化前后内容积比基本保持不变。并不能实现提高单螺杆压缩机内容积比的目的。除此之外，常用的增大内容积比的方法即是采用改变排气孔口位置的设计方法，但这种方法对于单螺杆压缩机内容积比的提高非常有限，压比提高过大时气体流经排气孔口时阻力损失过大，故在高压比工况下，这两种方法均不适应。
发明内容
为了解决目前单螺杆压缩机内容积比小，不能适应于高压比工况的问题，本文明提出一种高内容积比的单螺杆压缩机，采用锥形螺杆转子与变齿宽星轮组成的啮合副，以增大吸气容积、减小排气容积，另外在锥形螺杆转子的锥形密封段设置螺旋楔形开口槽以减小泄漏，进一步提高内容积比；采用在机体上设置气体流通通道及排气孔口的方式，将径向排气改为轴向排气，以减小排气过程流动阻力损失；所提出的一种高内容积比的单螺杆压缩机可以从根本上提高工作介质的压缩比，且能够减小排气流动阻力损失和泄漏，提高整机效率。
为达到上述目的，本发明欲采取如下的技术方案予以实现：
一种高内容积比的单螺杆压缩机，包括：机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，其中，锥形螺杆转子(3)通过螺杆轴(5)固定在机体(1)上，分别配置在锥形螺杆转子(3)两侧的变齿宽星轮(2)通过星轮托架(4)固定在机体(1)的星轮轴承座(106)上；锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)采用渐变宽度设计；锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态，并与机体(1)配合共同形成封闭的工作腔实现介质的压缩；锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；机体(1)的一侧端部设置有气体流通通道(103)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，共同实现轴向排气，另一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤。
一种高内容积比的单螺杆压缩机，单螺杆压缩机的核心工作部件锥形螺杆转子(3)通过螺杆轴(5)固定在机体(1)上，锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，其半径R(θ)按如下设计：
其中，θ为星轮转角，rad；a为锥形螺杆转子(3)与变齿宽星轮(2)旋转中心的距离，mm；Rz为变齿宽星轮(2)转角等于0时锥形螺杆转子(3)的半径，其与变齿宽星轮(2)的半径Rs满足Rs＝(1.0-1.1)Rz，mm；η为锥形外缘面(302)与端面在轴中性面内的夹角，其取值范围为10°＜η≤30°，rad。
锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；螺旋楔形开口槽(303)的旋向与渐变宽度螺槽(301)的旋向相反，沿着圆周方向均匀布置在锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)上，螺旋楔形开口槽(303)的开口设置在锥形螺杆转子(3)的端面位置，螺旋楔形开口槽(303)的开口宽度沿轴向逐渐减小，形成流体密封楔。
一种高内容积比的单螺杆压缩机，单螺杆压缩机的核心工作部件变齿宽星轮(2)通过星轮托架(4)固定在机体(1)的星轮轴承座(106)上，并分别配置在锥形螺杆转子(3)两侧，锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态；变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)两侧边线沿齿中心线对称布置并采用渐变宽度设计，齿宽沿着半径方向逐渐减小，齿顶位置处齿宽最小为b0，任意齿高位置处的齿宽b(u)变化规律为：
b(u)＝b0+2utan(α) 0≤u≤Rz+Rs-a
其中，b0为星轮齿(201)齿顶位置处齿宽，mm；u为星轮齿(201)上任意截面距离齿顶处齿高，mm；α为星轮齿(201)外边界与齿中线之间的夹角，其取值范围为5°≤η≤15°，rad。
一种高内容积比的单螺杆压缩机，其机体(1)的机体内缘面(104)呈锥形，与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)相配合，其内径的变化规律同锥形螺杆转子(3)外径的变化规律保持一致，且机体(1)的机体内缘面(104)与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)之间留有0.01-0.02mm的单边间隙，机体内缘面(104)上设置进气封闭螺旋线(105)，进气封闭螺旋线(105)按照如下曲线设计：
其中，β为星轮齿(201)完全封闭渐变宽度螺槽(301)时的星轮转角，rad；γ为啮合位置处的星轮角，rad；P为变齿宽星轮(2)齿数和锥形螺杆转子(3)槽数比值；y(β)为进气封闭螺旋线(105)的轴向坐标，mm；S(β)为进气封闭螺旋线(105)的极坐标，mm。
机体(1)的一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤，另一侧端部设置有气体流通通道(103)，并在机体内缘面(104)上开有排气孔口(102)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，共同实现轴向排气以减小排气过程的流动阻力损失，排气孔口(102)由cd，de，ef，和fc四条曲线组成，其中fc为直线，de为圆弧段，曲线cd和ef分别与螺槽前后侧外缘线满足相同的曲线关系：
其中，ycd(θ,u)、yef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的轴向坐标，mm；Scd(θ,u)、Sef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的极坐标，mm。
一种高内容积比的单螺杆膨胀机，使用如权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机的机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，单螺杆膨胀机中锥形螺杆转子(3)和变齿宽星轮(2)的旋转方向与权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机相反。
本发明的有益效果是：
首先本发明所提出的高内容积比单螺杆压缩机，其核心工作部件为锥形螺杆转子和变齿宽星轮所组成的啮合副，可增大吸气容积，减小排气容积，从根本上提高单螺杆压缩机的内容积比；其次通过在锥形螺杆转子的锥形密封段设置与渐变宽度螺槽旋向相反的螺旋楔形开口槽，形成良好的流体动压液膜，在一定程度上缓解了由于密封段两侧压差所引起的泄漏，降低了容积损失和功耗损失；最后，本发明单螺杆压缩机机体在靠近螺槽高度等于零的螺槽末端上开设有直线、圆弧和两端螺旋线组成的进气或排气孔口，将径向排气，改为轴向排气，从而降低了排气过程中的流动阻力损失；最终达到提高单螺杆压缩机内容积比和整机效率的目的。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为现有单螺杆压缩机啮合副基本结构图。
图2为新型高内容积比的单螺杆压缩机结构示意图。
图3为新型高内容积比的单螺杆压缩机啮合副基本结构示意图。
图4为锥形螺杆转子的设计几何关系示意图。
图5为新型高内容积比单螺杆压缩机机体示意图。
图6为进气或排气孔口几何结构示意图。
图中标号：1—机体；2—变齿宽星轮；3—锥形螺杆转子；4—星轮托架；5—螺杆轴；6—机体轴向端盖；7—过滤装置；8—圆柱螺杆转子；9—圆柱密封段；10—等宽度的螺槽；11—螺杆转子外缘；12—等齿宽星轮；101—过滤装置安装腔室；102—排气孔口；103—气体流通通道；104—机体内缘面；105—进气封闭螺旋线；106—星轮轴承座；201—星轮齿；301—渐变宽度螺槽；302—锥形外缘面；303—螺旋楔形开口槽，304—锥形密封段。
具体实施方式
如图1所示为有单螺杆压缩机啮合副基本结构图，现有的单螺杆压缩机采用圆柱螺杆转子(8)和等齿宽星轮(12)组成的啮合副与机体配合共同形成周期性变化的工作腔来实现介质的增压输送，但这种采用圆柱螺杆转子(8)和等齿宽星轮(12)组成的啮合副的单螺杆压缩机内容积比较小，一般在8左右；为了提高单螺杆压缩机的内容积比以适用于高压比工况，本发明提出了一种采用锥形螺杆转子(3)与变齿宽星轮(2)组成啮合副的高内容比单螺杆压缩机。
如图2所示为一种高内容积比的单螺杆压缩机结构示意图，高内容积比的单螺杆压缩机主要由机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，其中，锥形螺杆转子(3)通过螺杆轴(5)固定在机体(1)上，分别配置在锥形螺杆转子(3)两侧的变齿宽星轮(2)通过星轮托架(4)固定在机体(1)的星轮轴承座(106)上；锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)采用渐变宽度设计；锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态，并与机体(1)配合共同形成封闭的工作腔实现介质的压缩；锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；机体(1)的一侧端部设置有气体流通通道(103)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，共同实现轴向排气，另一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤。
如图3所示为新型高内容积比的单螺杆压缩机啮合副基本结构示意图，啮合副由锥形螺杆转子(3)和变齿宽星轮(2)组成，锥形螺杆转子(3)与变齿宽星轮(2)的旋转轴垂直布置，且旋转中心距离为a，a的值等于锥形螺杆转子(3)直径的0.8倍；锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与布置在其两侧的两个变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态；变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)两侧边线沿齿中心线对称布置并采用渐变宽度设计，齿宽沿着半径方向逐渐减小，齿顶位置处齿宽最小为b0，任意齿高位置处的齿宽b(u)变化规律为：
b(u)＝b0+2utan(α) 0≤u≤Rz+Rs-a
其中，b0为星轮齿(201)齿顶位置处齿宽，mm；u为星轮齿(201)上任意截面距离齿顶处齿高，mm；α为星轮齿(201)外边界与齿中线之间的夹角，其取值范围为5°≤η≤15°，rad。
如图4所示，锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，变齿宽星轮(2)的中心距离锥形螺杆转子(3)的最小直径端面距离为l0，变齿宽星轮(2)中心位置截面处锥形螺杆转子(3)的直径为Rz，在此截面位置处的星轮转角等于0，锥形螺杆转子(3)的直径Rz与星轮的半径Rs满足Rs＝(1.0-1.1)Rz关系，以此为基准，变齿宽星轮(2)旋转到任意转角位置时锥形螺杆转子(3)的半径R(θ)按如下设计：
其中，θ为星轮转角，rad；a为锥形螺杆转子(3)与变齿宽星轮(2)旋转中心的距离，mm；Rz为变齿宽星轮(2)转角等于0时锥形螺杆转子(3)的半径，其与变齿宽星轮(2)的半径Rs满足Rs＝(1.0-1.1)Rz，mm；η为锥形外缘面(302)与端面在轴中性面内的夹角，其取值范围为10°＜η≤30°，rad。
锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；螺旋楔形开口槽(303)的旋向与渐变宽度螺槽(301)的旋向相反，沿着圆周方向均匀布置在锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)上，螺旋楔形开口槽(303)开口宽度减小方向与压差降低方向相反，螺旋楔形开口槽(303)的开口设置在锥形螺杆转子(3)的端面位置，螺旋楔形开口槽(303)的开口宽度沿锥形螺杆转子(3)中心轴向着低压侧逐渐减小，形成流体密封楔。
图5为新型高内容积比单螺杆压缩机机体示意图，机体(1)的机体内缘面(104)呈锥形，与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)相配合，其内径的变化规律同锥形螺杆转子(3)外径的变化规律保持一致，且机体(1)的机体内缘面(104)与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)之间留有0.01-0.02mm的单边间隙，机体内缘面(104)上设置进气封闭螺旋线(105)，进气封闭螺旋线(105)按照如下曲线设计：
其中，β为星轮齿(201)完全封闭渐变宽度螺槽(301)时的星轮转角，rad；γ为啮合位置处的星轮角，rad；P为变齿宽星轮(2)齿数和锥形螺杆转子(3)槽数比值；y(β)为进气封闭螺旋线(105)的轴向坐标，mm；S(β)为进气封闭螺旋线(105)的极坐标，mm。
机体(1)的一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤，另一侧端部设置有气体流通通道(103)，并在机体内缘面(104)靠近锥形螺杆转子(3)中渐变宽度螺槽(301)深度趋近于0的末端开有排气孔口(102)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，通过排气孔口(102)的设置将气流方向由径向改为轴向，共同实现轴向排气以减小排气过程的流动阻力损失；如图6所示，排气孔口(102)由cd，de，ef，和fc四条曲线组成，其中fc为直线，de为圆弧段，曲线cd和ef分别与螺槽前后侧外缘线满足相同的函数关系：
曲线cd：
曲线ef：
其中，ycd(θ,u)、yef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的轴向坐标，mm；Scd(θ,u)、Sef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的极坐标，mm。
一种高内容积比的单螺杆膨胀机，使用如权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机的机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，单螺杆膨胀机中锥形螺杆转子(3)和变齿宽星轮(2)的旋转方向与权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机相反。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可作出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种高内容积比的单螺杆压缩机，包括：机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)，其特征是：锥形螺杆转子(3)通过螺杆轴(5)固定在机体(1)上，分别配置在锥形螺杆转子(3)两侧的变齿宽星轮(2)通过星轮托架(4)固定在机体(1)的星轮轴承座(106)上；锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)采用渐变宽度设计；锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态，并与机体(1)配合共同形成封闭的工作腔实现介质的压缩；锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；机体(1)的一侧端部设置有气体流通通道(103)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，共同实现轴向排气，另一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤。
2.根据权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机，其特征是：锥形螺杆转子(3)通过螺杆轴(5)固定在机体(1)上，锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)采用渐变直径设计，其半径R(θ)按如下设计：
其中，θ为星轮转角，rad；a为锥形螺杆转子(3)与变齿宽星轮(2)旋转中心的距离，mm；Rz为变齿宽星轮(2)转角等于0时锥形螺杆转子(3)的半径，其与变齿宽星轮(2)的半径Rs满足Rs＝(1.0-1.1)Rz，mm；η为锥形外缘面(302)与端面在轴中性面内的夹角，其取值范围为10°＜η≤30°，rad。
3.根据权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机，其特征是：锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)设计有螺旋楔形开口槽(303)，形成良好的密封，以减小泄漏；螺旋楔形开口槽(303)的旋向与渐变宽度螺槽(301)的旋向相反，沿着圆周方向均匀布置在锥形螺杆转子(3)的锥形密封段(304)上，螺旋楔形开口槽(303)的开口设置在锥形螺杆转子(3)的端面位置，螺旋楔形开口槽(303)的开口宽度沿轴向逐渐减小，形成流体密封楔。
4.根据权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机，其特征是：变齿宽星轮(2)通过星轮托架(4)固定在机体(1)的星轮轴承座(106)上，并分别配置在锥形螺杆转子(3)两侧，锥形螺杆转子(3)的渐变宽度螺槽(301)与变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)时刻保持啮合状态；变齿宽星轮(2)的星轮齿(201)两侧边线沿齿中心线对称布置并采用渐变宽度设计，齿宽沿着半径方向逐渐减小，齿顶位置处齿宽最小为b0，任意齿高位置处的齿宽b(u)变化规律为：
b(u)＝b0+2utan(α) 0≤u≤Rz+Rs-a
其中，b0为星轮齿(201)齿顶位置处齿宽，mm；u为星轮齿(201)上任意截面距离齿顶处齿高，mm；α为星轮齿(201)外边界与齿中线之间的夹角，其取值范围为5°≤η≤15°，rad。
5.根据权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机，其特征是：机体(1)的机体内缘面(104)呈锥形，与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)相配合，其内径的变化规律同锥形螺杆转子(3)外径的变化规律保持一致，且机体(1)的机体内缘面(104)与锥形螺杆转子(3)的锥形外缘面(302)之间留有0.01-0.02mm的单边间隙，机体内缘面(104)上设置进气封闭螺旋线(105)，进气封闭螺旋线(105)按照如下曲线设计：
其中，β为星轮齿(201)完全封闭渐变宽度螺槽(301)时的星轮转角，rad；γ为啮合位置处的星轮角，rad；P为变齿宽星轮(2)齿数和锥形螺杆转子(3)槽数比值；y(β)为进气封闭螺旋线(105)的轴向坐标，mm；S(β)为进气封闭螺旋线(105)的极坐标，mm。
6.根据权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机，其特征是：机体(1)的一侧端部设置有过滤装置安装腔室(101)，用于安装过滤装置(7)，以实现进气的过滤，另一侧端部设置有气体流通通道(103)，并在机体内缘面(104)上开有排气孔口(102)，气体流通通道(103)与排气孔口(102)连通，共同实现轴向排气以减小排气过程的流动阻力损失，排气孔口(102)由cd，de，ef，和fc四条曲线组成，其中fc为直线，de为圆弧段，曲线cd和ef分别与螺槽前后侧外缘线满足相同的曲线关系：
曲线cd：
曲线ef：
其中，ycd(θ,u)、yef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的轴向坐标，mm；Scd(θ,u)、Sef(θ,u)分别为排气孔口(102)中cd和ef曲线的极坐标，mm。
7.一种高内容积比的单螺杆膨胀机，其特征是：使用如权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机的机体(1)、两个变齿宽星轮(2)、锥形螺杆转子(3)、星轮托架(4)、螺杆轴(5)、机体轴向端盖(6)和过滤装置(7)；单螺杆膨胀机中锥形螺杆转子(3)和变齿宽星轮(2)的旋转方向与权利要求1所述的一种高内容积比的单螺杆压缩机相反。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111810402A (zh) * 2020-07-31 2020-10-23 中国科学院广州能源研究所 一种星轮片免磨损长寿命单螺杆压缩机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58124001A (ja) * 1982-01-14 1983-07-23 ベルナ−ル・ジンメルン スクリユとピニオンホイ−ルを備えた容積型機械
US4470777A (en) * 1981-06-17 1984-09-11 Bernard Zimmern Volumetric machine with screw and pinion-wheels
US4534719A (en) * 1982-05-13 1985-08-13 Bernard Zimmern Volumetric screw-and-pinion machine and a method for using the same
CN101153597A (zh) * 2007-07-13 2008-04-02 上海飞和实业集团有限公司 节能单螺杆压缩机
CN101649836A (zh) * 2009-06-25 2010-02-17 上海孚创螺杆技术有限公司 带有导流螺旋槽的单螺杆压缩机用单螺杆机构
CN101871452A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 深圳市亚普精密机械有限公司 一种增加排量提高容积效率的单螺杆压缩机
CN104405830A (zh) * 2014-09-17 2015-03-11 西安交通大学 一种星轮齿的两侧面圆柱包络型线的协同构成

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4470777A (en) * 1981-06-17 1984-09-11 Bernard Zimmern Volumetric machine with screw and pinion-wheels
JPS58124001A (ja) * 1982-01-14 1983-07-23 ベルナ−ル・ジンメルン スクリユとピニオンホイ−ルを備えた容積型機械
US4534719A (en) * 1982-05-13 1985-08-13 Bernard Zimmern Volumetric screw-and-pinion machine and a method for using the same
CN101153597A (zh) * 2007-07-13 2008-04-02 上海飞和实业集团有限公司 节能单螺杆压缩机
CN101649836A (zh) * 2009-06-25 2010-02-17 上海孚创螺杆技术有限公司 带有导流螺旋槽的单螺杆压缩机用单螺杆机构
CN101871452A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 深圳市亚普精密机械有限公司 一种增加排量提高容积效率的单螺杆压缩机
CN104405830A (zh) * 2014-09-17 2015-03-11 西安交通大学 一种星轮齿的两侧面圆柱包络型线的协同构成

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111810402A (zh) * 2020-07-31 2020-10-23 中国科学院广州能源研究所 一种星轮片免磨损长寿命单螺杆压缩机

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