CN109555685B - 双级压缩单涡旋压缩水冷泵体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体。本发明的目的是提供一种结构简单、制作方便、安全可靠、体积小的双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，以突破高压和排量的制约。本发明的技术方案是：一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：具有双级定盘和双级动盘；其中双级定盘正面制有一条定盘螺线并在双级定盘正面形成一条沿定盘螺线布置的压缩槽，压缩槽经隔断墙分隔成内级压缩槽和外级压缩槽，隔断墙顶端设置横向密封槽。本发明适用于无油空压机领域和特种气体压缩领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体。适用于无油空压机领域和特种气体压缩领域。
背景技术
空压机行业面临节能减排的技术革新大趋势，无油空压机的市场需求日益增长，无油涡旋空压机相交其它结构的机种，无油化的生产成本和各项性能有明显的竞争优势，但是无油涡旋排量小，不易多级串联制约了发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制作方便、安全可靠、体积小的双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，以突破高压和排量的制约。
本发明所采用的技术方案是：一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：具有双级定盘和双级动盘；
其中双级定盘正面制有一条定盘螺线并在双级定盘正面形成一条沿定盘螺线布置的压缩槽，压缩槽经隔断墙分隔成内级压缩槽和外级压缩槽，隔断墙顶端设置横向密封槽；
所述双级定盘上对应外级压缩槽的外端和内端分别设有与该外级压缩槽连通的外级进气口和外级排气口，双级定盘上对应内级压缩槽的外端和内端分别设有与该内级压缩槽连通的内级进气口和中心排气口，所述双级定盘背面的外级排气口与内级进气口之间经水冷却器连通；
所述双级动盘端面上制有能分别与所述双级定盘上的内级压缩槽和外级压缩槽配合构成内级压缩腔和外级压缩腔的动盘内级螺线和动盘外级螺线。
所述双级定盘背面制有能用于存储冷却水的水容腔，水容腔内设有外级排气通道301和内级进气通道，所述外级排气通道301一端连通所述外级排气口，另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的引气孔Ⅰ；所述内级排气通道一端连通所述内级进气口，另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的引气孔Ⅱ，双级定盘正面的引气孔Ⅰ与引气孔Ⅱ之间经管路或冷却装置连通。
所述水容腔的靠近所述压缩槽的内壁上均匀制有若干散热柱体。
所述水容腔内设有中心排气通道，中心排气通道一端连通所述中心排气口，另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的排气孔。
通过调节所述外级压缩槽和内级压缩槽各自的槽深，确保外级压缩腔的外级排气容积和内级压缩腔的内级吸气容积一致。
所述外级压缩槽由其外端到内端分成槽深逐渐减小的多段。
所述双级动盘采用热膨胀系数小于所述双级定盘的材质。
本发明的有益效果是：本发明通过外级压缩腔和内级压缩腔实现两级压缩，提高输出压力。经外级压缩腔压缩的气体经过水冷却器后返回内级压缩腔进行二次压缩，降低内级压缩所消耗的压缩功率。
本发明中将水容腔设置于双级定盘背面，配合外级排气通道301、内级进气通道和中心排气通道形成水冷却器，整体体积小，有效控制泵体的整体温升，延长整机使用寿命，增强可靠性。
附图说明
图1为实施例的横剖示意图。
图2为实施例中双级定盘的正面示意图。
图3为实施例中双级定盘的背面示意图。
图4为实施例中双级动盘的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例为一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，具有双级定盘1和双级动盘2。
如图2所示，本例中双级定盘1正面制有一条定盘螺线101，并因此在双级定盘1正面形成一条沿定盘螺线1布置的压缩槽。在压缩槽的适当位置经隔断墙6分隔成两段，包括靠近压缩槽内端的内级压缩槽102和靠近压缩槽外端的外级压缩槽103。为确保隔断墙6与双级动盘2接触时能实现密封，本例在隔断墙6顶端设置横向密封槽7。
双级定盘1上对应外级压缩槽103的外端和内端分别开设有与该外级压缩槽连通的外级进气口4和外级排气口5，双级定盘1上对应内级压缩槽102的外端和内端分别设有与该内级压缩槽连通的内级进气口9和中心排气口10。
如图3所示，双级定盘1背面制有能用于存储冷却水的水容腔3，水容腔3内设有外级排气通道301、内级进气通道302和中心排气通道303，其中外级排气通道301一端连通外级排气口5，另一端连通开设于双级定盘1上、压缩槽以外区域的引气孔Ⅰ11；内级进气通道302一端连通内级进气口9，另一端连通开设于压缩槽区域外围的引气孔Ⅱ12；中心排气通道303一端连通中心排气口10，另一端连通开设于双级定盘1上、压缩槽以外区域的排气孔8。本例中水容腔3与外级排气通道301、内级进气通道302和中心排气通道303构成水冷却器，可对经过外级排气通道301、内级进气通道302和中心排气通道303的气体进行冷却降温。本实施例中双级定盘1正面的引气孔Ⅰ11与引气孔Ⅱ12之间经管路连通或者再经冷却装置连通。
本实施例中水容腔3的靠近压缩槽的内壁上均匀制有若干散热柱13，双级定盘1正面压缩槽所产生的热量可经双级定盘1传递给其背面水容腔3内的散热柱体13，从而有效降低双级定盘1的温度。
如图4所示，本实施例中双级动盘2端面上制有一条动盘螺线，该动盘螺线上对应双级定盘1上的隔断墙7位置开有缺口，该缺口将动盘螺线分成动盘内级螺线201和动盘外级螺线202，动盘内级螺线201和动盘外级螺线202能分别与双级定盘1上的内级压缩槽102和外级压缩槽103配合构成内级压缩腔和外级压缩腔。
本例中双级动盘2的材质可以采用热膨胀系数小于定盘的材质，即动定盘不同材质，对于相同材质的双级涡旋盘体，因动盘不冷却，如果采用铝合金单级压缩的压比要控制在3.5以下，盘径不超出350mm。
为确保外级压缩腔的外级排气容积要和内级压缩腔的吸气容积一致，通过调整外级压缩槽103和内级压缩槽102各自的槽深实现，动盘内级螺线201和动盘外级螺线202做相应调整。
外级压缩比和内级压缩比的乘积必须确保满足压缩泵体要求的总压缩比，外级压缩比如果在限定的涡旋盘径内达不到设计要求，外级压缩槽在适当的位置分成阶梯型的两段，外段深内段浅，按体积比满足外级压比进行调整，动盘外级螺线做相应调整。
本实施例的工作原理如下：
气流经双级定盘1上的外级进气口进入外级压缩腔，进行压缩，然后经外级排气口排出至外级排气通道301，外级排气通道301内的气体经水容腔内的冷却水冷却后经引气孔Ⅰ、引气孔Ⅱ进入内级进气通道，内级进气通道内的气体经水容腔内的冷却水冷却后经内级进气口进入内级压缩腔，进行二次压缩，二次压缩后的气体经中心排气口进入中心排气通道，中心排气通道内的气体经水容腔内的冷却水冷却后经排气孔排出。
本实施例中双级压缩的总压缩比等于外级压缩比和内级压缩比之间乘积，因为中间压缩气体引出冷却，使得内级压缩所消耗的压缩功降低很多，而且最终从中心排气口排出的压缩高压气体的温度要低，使驱动涡旋动盘所涉及的轴承等零件的耐受温度大幅度降低，提高无油涡旋机的寿命和各项性能。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的范围内，做出的变化、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：具有双级定盘（1）和双级动盘（2）；
其中双级定盘（1）正面制有一条定盘螺线（101）并在双级定盘（1）正面形成一条沿定盘螺线（101）布置的压缩槽，压缩槽经隔断墙（6）分隔成内级压缩槽（102）和外级压缩槽（103），隔断墙（6）顶端设置横向密封槽（7）；
所述双级定盘（1）上对应外级压缩槽（103）的外端和内端分别设有与该外级压缩槽连通的外级进气口（4）和外级排气口（5），双级定盘（1）上对应内级压缩槽（102）的外端和内端分别设有与该内级压缩槽连通的内级进气口（9）和中心排气口（10），所述双级定盘（1）背面的外级排气口（5）与内级进气口（9）之间经水冷却器连通；
所述双级动盘（2）端面上制有能分别与所述双级定盘（1）上的内级压缩槽（102）和外级压缩槽（103）配合构成内级压缩腔和外级压缩腔的动盘内级螺线（201）和动盘外级螺线（202）；
所述双级定盘（1）背面制有能用于存储冷却水的水容腔（3），水容腔（3）内设有外级排气通道（301）和内级进气通道（302），所述外级排气通道（301）一端连通所述外级排气口（5），另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的引气孔Ⅰ（11）；所述内级进气通道（302）一端连通所述内级进气口（9），另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的引气孔Ⅱ（12），双级定盘（1）正面的引气孔Ⅰ（11）与引气孔Ⅱ（12）之间经管路或冷却装置连通；
所述水容腔（3）的靠近所述压缩槽的内壁上均匀制有若干散热柱体（13）；
所述双级动盘（2）采用热膨胀系数小于所述双级定盘（1）的材质。
2.根据权利要求1所述的双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：所述水容腔（3）内设有中心排气通道（303），中心排气通道（303）一端连通所述中心排气口（10），另一端连通开设于所述压缩槽区域外围的排气孔（8）。
3.根据权利要求1所述的双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：通过调节所述外级压缩槽（103）和内级压缩槽（102）各自的槽深，确保外级压缩腔的外级排气容积和内级压缩腔的内级吸气容积一致。
4.根据权利要求1所述的双级压缩单涡旋压缩水冷泵体，其特征在于：所述外级压缩槽（103）由其外端到内端分成槽深逐渐减小的多段。
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