CN109469622A - 一种空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种空气压缩机,包括机壳、设于机壳内且相互啮合的阴螺杆和阳螺杆,阴螺杆和阳螺杆的齿形均为非对称圆弧形。本发明的空气压缩机通过设计及理论演算,加大了转子的外径和长度,转子采用了新设计的线型,从而使其密封性好、功耗低、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体设备,尤其涉及一种空气压缩机。
背景技术
空气压缩机是一种用以压缩气体的设备,其包括无油空气压缩机和喷油空气压缩机。空气压缩机一般包括机壳和设于机壳内且相互啮合的阴转子和阳转子,阳转子的一端通过外部电机驱动转动,阴转子通过同步齿轮机构与阳转子连接,从而实现转动。工作时,气体从阴转子和阳转子的一端输入,随着转子的转动,压缩后的气体从阴转子和阳转子的另一端输出,从而实现对气体的压缩增压。现有的无油空气压缩机转子型线设计时,阴转子和阳转子之间的啮合间隙比较大,无油压缩机在工作时压缩腔不像喷油压缩机一样有润滑油密封啮合间隙,无油压缩机主要靠高达几千至几万转的转子转速实现密封的目的。如果阴转子和阳转子之间的啮合间隙过大,转子的高转速就无法达到良好的密封效果,严重时会使气体在压缩的过程中从排气口向进气口流窜。由于这部分气体是经过压缩的,其温度比环境温度要高,流窜的气体到达进气口后又被吸入转子再次被压缩,压缩后又有部分气体通过啮合间隙流窜到进气口,如此反复使得气体的温度不断升高,从而加大了耗功,降低了压缩的效率。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种密封性好、功耗低、效率高的空气压缩机。
本发明的空气压缩机,包括机壳、设于机壳且相互啮合的阴螺杆和阳螺杆,所述阴螺杆和阳螺杆的齿形均为非对称圆弧形。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阳螺杆的齿顶直径为83.93毫米,阳螺杆的齿根直径为48.8毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为74.9毫米,阴螺杆的齿根直径为39.71毫米。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阳螺杆的齿顶直径为125.8毫米,阳螺杆的齿根直径为70.99毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为110.11毫米,阴螺杆的齿根直径为53.85毫米。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阳螺杆的齿顶直径为140.4毫米,阳螺杆的齿根直径为78.56毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为122.2毫米,阴螺杆的齿根直径为59.21毫米。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阳螺杆的齿顶直径为192.9毫米,阳螺杆的齿根直径为105.5毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为167.9毫米,阴螺杆的齿根直径为78.83毫米。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阳螺杆的齿顶直径为236毫米,阳螺杆的齿根直径为136.5毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为204.5毫米,阴螺杆的齿根直径为103.5毫米。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述阴螺杆和阳螺杆的两端分别设置有油封组件,所述油封组件包括与机壳适配的油封支架和设于油封支架内的密封衬套,所述油封支架和密封衬套均为两端开口、内部中空的管状结构,密封衬套的内侧面设有螺旋槽。
进一步的,本发明的空气压缩机,密封衬套上设置有突出密封衬套外侧面的第一外侧凸缘,油封支架上设有突出油封支架内侧面的第一内侧凸缘,第一内侧凸缘与第一外侧凸缘之间设置有密封圈。
进一步的,本发明的空气压缩机,油封支架的内侧面设置有定位槽,所述定位槽内设置有第一弹性装置,所述第一弹性装置分别与第一外侧凸缘及油封支架接触。
进一步的,本发明的空气压缩机,还包括气封组件,所述气封组件位于油封组件靠近压缩腔的一侧,气封组件包括密封盘、位于密封盘两侧的密封环,密封环的外侧面上设有第二外侧凸缘,密封环的外侧还套有第二弹性装置,所述油封支架的内侧设有第二内侧凸缘,两个密封环中,其中一个密封环的端面与密封盘的侧面相抵,另一个密封环的端面与所述第二内侧凸缘相抵,所述密封盘的侧面还与所述油封支架的端面相抵。
进一步的,本发明的空气压缩机,所述第一弹性装置和第二弹性装置均为波形弹簧。
借由上述方案,本发明至少具有以下优点:本发明的空气压缩机,
通过设计及理论演算,加大了转子的外径和长度,转子采用了新设计的线型。螺杆的转子比老款转子改进了齿面形状,非对称性圆弧面的齿形大大提升了转子的压缩效率,降低了泄漏间隙,相比老款转子,在使用时由于比功率的提升也节约了大量能源。转子底径由50.1mm重新设计为48.8mm,转子型面长度由107.9重新设计为117.9,使其排气量增加10%以上,排气温度下降20℃左右。空气压缩机的整体性能比功率又原来的8KW/(m3/min)提升至7.0-7.2Kw/(m3/min)。
综上所述,本发明的空气压缩机密封性好、功耗低、效率高。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明空气压缩机的剖视图;
图2是图1中A部的局部放大图;
图3是油封组件的立体结构图;
图4是油封组件的剖视图;
图5是油封组件的主视图;
图6是波形弹簧的立体结构图;
图7是阳螺杆的立体结构图;
图8是阳螺杆的左视图。
其中,1:机壳;2:阴螺杆;3:阳螺杆;4:油封组件;5:油封支架;6:密封衬套;7:螺旋槽;8:第一外侧凸缘;9:第一内侧凸缘;10:密封圈;11:压缩腔;12:定位槽;13:第一弹性装置;14:泄油孔;15:气封组件;16:密封盘;17:密封环;18:第二外侧凸缘;19:第二弹性装置;20:第二内侧凸缘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
参见图1至图8,本发明的一种空气压缩机,包括机壳1、设于机壳且相互啮合的阴螺杆2和阳螺杆3,阴螺杆和阳螺杆的齿形均为非对称圆弧形。
具体地,阳螺杆的齿形由两个非对称设置的圆弧构成,其中一个圆弧较另一个圆弧突出,其与阴螺杆的螺纹槽底面之间具有较小的间隙,而阳螺杆的齿形的另一圆弧面与阴螺杆的螺纹槽底面之间具有较大的间隙,较大的间隙增加了空气压缩机的气量及效率,而较小的间隙保证了阴螺杆和阳螺杆之间的气密性,防止气体出现反串的现象,从而使得空气压缩机在保证气密的情况下增大了处理的气量及效率。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆的齿顶直径为83.93毫米,阳螺杆的齿根直径为48.8毫米,阴螺杆的齿顶直径为74.9毫米,阴螺杆的齿根直径为39.71毫米。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆的齿顶直径为125.8毫米,阳螺杆的齿根直径为70.99毫米,阴螺杆的齿顶直径为110.11毫米,阴螺杆的齿根直径为53.85毫米。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆的齿顶直径为140.4毫米,阳螺杆的齿根直径为78.56毫米,阴螺杆的齿顶直径为122.2毫米,阴螺杆的齿根直径为59.21毫米。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆的齿顶直径为192.9毫米,阳螺杆的齿根直径为105.5毫米,阴螺杆的齿顶直径为167.9毫米,阴螺杆的齿根直径为78.83毫米。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆的齿顶直径为236毫米,阳螺杆的齿根直径为136.5毫米,阴螺杆的齿顶直径为204.5毫米,阴螺杆的齿根直径为103.5毫米。
转子底径和型面长度的设置,结合非对称圆弧形的齿形,使得空气压缩机排气量增加10%以上,排气温度下降了20℃左右,空气压缩机的整体性能比功率由原来的8KW/(m3/min)提升至7.0-7.2KW/(m3/min)。
作为优选,本发明的空气压缩机,阴螺杆和阳螺杆的两端分别设置有油封组件4,油封组件包括与机壳适配的油封支架5和设于油封支架内的密封衬套6,油封支架和密封衬套均为两端开口、内部中空的管状结构,密封衬套的内侧面设有螺旋槽7。
螺旋槽的设置,进一步加强了油封组件的密封效果。一般油封组件为迷宫式密封,然而,由于油封组件与螺杆之间具有一定的间隙,虽然该间隙比较小,但其始终会具有一定的泄漏。而且迷宫式的密封机构,使得螺杆的转速在对机油的密封方面没有发挥相应的效果。而本发明的油封组件,其内部设置有螺旋槽,空气压缩机工作时,由于阳螺杆的转动,位于阳螺杆外侧面与密封衬套内侧面之间的油膜随之产生转动,由于螺旋槽的方向与螺杆的转向相反,这样,随着阳螺杆的转动,油膜便沿着螺旋槽向远离机壳内压缩腔的方向移动,从而使得机油更不容易通过密封衬套与螺杆之间的微小间隙泄漏至机壳的压缩腔内,从而提高了油封组件的密封效果。
作为优选,本发明的空气压缩机,密封衬套上设置有突出密封衬套外侧面的第一外侧凸缘8,油封支架上设有突出油封支架内侧面的第一内侧凸缘9,第一内侧凸缘与第一外侧凸缘之间设置有密封圈10。
密封圈的设置,能够有效防止机油通过密封衬套与油封支架之间的间隙渗入压缩腔11内。
作为优选,本发明的空气压缩机,油封支架的内侧面设置有定位槽12,定位槽内设置有第一弹性装置13,第一弹性装置分别与第一外侧凸缘及油封支架接触。
第一弹性装置的设置,使得密封圈能够被压紧在第一外侧凸缘和第一内侧凸缘之间,从而加强了密封圈的密封效果。
作为优选,本发明的空气压缩机,油封支架的侧壁上开设有泄油孔14,泄油孔位于密封衬套靠近压缩腔的一侧。
泄油孔的设置,使得从密封衬套内泄漏出来的机油能够直接排出机壳,从而有效地防止其渗入压缩腔内。
作为优选,本发明的空气压缩机,还包括气封组件15,气封组件位于油封组件靠近压缩腔的一侧,气封组件包括密封盘16、位于密封盘两侧的密封环17,密封环的外侧面上设有第二外侧凸缘18,密封环的外侧还套有第二弹性装置19,油封支架的内侧设有第二内侧凸缘20,两个密封环中,其中一个密封环的端面与密封盘的侧面相抵,另一个密封环的端面与第二内侧凸缘相抵,密封盘的侧面还与油封支架的端面相抵。
密封盘、密封环等部件形成迷宫式密封结构,现有的迷宫式气封为整体式结构,相较于现有的气封组件,本发明的气封组件,构成迷宫的密封盘与密封环是分离式的,从而使得密封环处于浮动状态,这样密封环便能够自动调整与螺杆的同轴度,减少了气封组件在安装精度上的要求。具体的,当密封环与螺杆之间产生一定的偏心时,由于密封环与螺杆之间的间隙非常小,因此转动的螺杆便会对密封环产生径向的力,从而使其恢复与螺杆的同轴性。由于密封环能够实现自动同轴,因此对其在安装精度上的要求大大减小。具体工作时,一个密封环在第二弹性装置的作用下与密封盘紧密贴合,同时密封盘的外缘在密封换的作用下与油封支架的端面紧密贴合,密封盘另一侧的密封环则在另一弹性装置的作用下与油封支架内的第二内侧凸缘紧密贴合,从而形成迷宫式密封结构,防止压缩腔内的气体泄漏。
作为优选,本发明的空气压缩机,阳螺杆和阴螺杆的表面涂覆有柔性介质层。
柔性介质层的设置能够防止密封环与螺杆之间产生硬性摩擦,防止其损伤或产生过多的热量。
作为优选,本发明的空气压缩机,柔性介质层由特氟龙材料制成。
作为优选,本发明的空气压缩机,第一弹性装置和第二弹性装置均为波形弹簧。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,本领域技术人员能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的保护范围由所附权利要求而不是上述说明限定。
此外,以上仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种空气压缩机,包括机壳、设于机壳内且相互啮合的阴螺杆和阳螺杆,其特征在于:所述阴螺杆和阳螺杆的齿形均为非对称圆弧形。
2.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阳螺杆的齿顶直径为83.93毫米,阳螺杆的齿根直径为48.8毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为74.9毫米,阴螺杆的齿根直径为39.71毫米。
3.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阳螺杆的齿顶直径为125.8毫米,阳螺杆的齿根直径为70.99毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为110.11毫米,阴螺杆的齿根直径为53.85毫米。
4.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阳螺杆的齿顶直径为140.4毫米,阳螺杆的齿根直径为78.56毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为122.2毫米,阴螺杆的齿根直径为59.21毫米。
5.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阳螺杆的齿顶直径为192.9毫米,阳螺杆的齿根直径为105.5毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为167.9毫米,阴螺杆的齿根直径为78.83毫米。
6.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阳螺杆的齿顶直径为236毫米,阳螺杆的齿根直径为136.5毫米,所述阴螺杆的齿顶直径为204.5毫米,阴螺杆的齿根直径为103.5毫米。
7.根据权利要求1所述的空气压缩机,其特征在于:所述阴螺杆和阳螺杆的两端分别设置有油封组件,所述油封组件包括与机壳适配的油封支架和设于油封支架内的密封衬套,所述油封支架和密封衬套均为两端开口、内部中空的管状结构,密封衬套的内侧面设有螺旋槽。
8.根据权利要求4所述的空气压缩机,其特征在于:密封衬套上设置有突出密封衬套外侧面的第一外侧凸缘,油封支架上设有突出油封支架内侧面的第一内侧凸缘,第一内侧凸缘与第一外侧凸缘之间设置有密封圈。
9.根据权利要求5所述的空气压缩机,其特征在于:油封支架的内侧面设置有定位槽,所述定位槽内设置有第一弹性装置,所述第一弹性装置分别与第一外侧凸缘及油封支架接触。
10.根据权利要求6所述的空气压缩机,其特征在于:还包括气封组件,所述气封组件位于油封组件靠近压缩腔的一侧,气封组件包括密封盘、位于密封盘两侧的密封环,密封环的外侧面上设有第二外侧凸缘,密封环的外侧还套有第二弹性装置,所述油封支架的内侧设有第二内侧凸缘,两个密封环中,其中一个密封环的端面与密封盘的侧面相抵,另一个密封环的端面与所述第二内侧凸缘相抵,所述密封盘的侧面还与所述油封支架的端面相抵,所述第一弹性装置和第二弹性装置均为波形弹簧。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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