CN110439810B - 一种单螺杆风机 - Google Patents

Abstract

本发明属于螺杆风机领域，尤其涉及一种单螺杆风机，它包括电驱模块、圆杆、螺旋板A、轴A、轴B、轴套、螺旋板B、密封结构，其中外壳中的圆柱形腔A两端分别通过圆槽A与对称分布于腔A两侧的两个腔B相通；在排风过程中，位于螺旋板B与螺旋板A之间的空气在螺旋板B的挤压下沿螺旋板A螺旋运动，螺旋板A对空气进行螺旋推送，在一定程度上压缩空气，被推送的空气不容易回流，鼓风效率较高；同时，由于空气沿螺旋板A运动，空气的形程较大，持续被冷却系统冷却的圆杆、螺旋板A和螺旋板B对流经其上的空气进行冷却，进一步促进空气体积的凝缩，使得单位时间内鼓出的风量增加，进而提高螺杆式风机的鼓风效率。

Description

一种单螺杆风机

技术领域

本发明属于螺杆风机领域，尤其涉及一种单螺杆风机。

背景技术

螺杆式风机被应用在需风量不是很大的场合，一般传统的螺杆式风机主要分为三类：双螺杆式风机、三螺杆式风机和单螺杆+双齿轮组合式风机；传统的螺杆式风机的优点在于鼓风量适中，运行平稳噪声小；但是，传统的螺杆式风机由于所包含的螺杆及齿轮数量较多，导致风机的整体体积较大，质量较重，不便于操作。另外，由于这三种螺杆式风机中螺杆及齿轮的数量较多，导致螺杆及齿轮的加工成本较高，进而导致传统螺杆式风机整体的生产成本较高；针对传统的螺杆式风机存在的弊端，设计一种新型的体积较小成本较低且鼓风效率较高的螺杆式风机是必要的。

本发明设计一种单螺杆风机解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种单螺杆风机，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种单螺杆风机，其特征在于：它包括电驱模块、圆杆、螺旋板A、轴A、轴B、轴套、螺旋板B、密封结构和外壳，其中外壳中的圆柱形腔A两端分别通过圆槽A与对称分布于腔A两侧的两个腔B相通；旋转于外壳内的腔A中的圆杆上螺旋安装有若干周向间隔均匀分布的螺旋板A。螺旋板A的光滑外缘与腔A内壁接触，保证两个螺旋板A与腔A内壁之间形成的空间具有很好的密封性，两个螺旋板A与腔A内壁之间形成的空间内沿螺旋运动的空气不会从螺旋板A与腔A内壁之间泄露，从而保证风机向外的鼓风量。圆杆两端端面中心处分别安装有轴A和轴B；轴A和轴B上分别旋转配合有阶梯型轴套；轴套的大直径段外缘周向均匀分布有若干连接块；一个轴套上的若干连接块分别通过弹性螺旋板B与另一个轴套上的若干连接块连接，相邻两个连接块之间形成的缺口为进入相邻两个螺旋板A之间空间的空气和从相邻两个螺旋板A之间空间排出的空气提供通道，使得腔A内的空气有进有出，保证本发明充分发挥风机吸气鼓风的效果。任意相邻两个螺旋板A之间都具有一个螺旋板B，螺旋板B与螺旋板A的螺旋参数相同。螺旋板B的光滑外缘与腔A内壁接触，螺旋板B的光滑内缘与圆杆柱面接触，使得相邻两个螺旋板A与腔A内壁形成的空间被位于其中的螺旋板B分隔成的两部分之间具有密封性，保证相邻两个螺旋板A与腔A内壁形成的空间被位于其中的螺旋板B分隔成的两部分之间隔离，通过螺旋板B相对两侧两个螺旋板A的摆动有效地对位于两个螺旋板A之间的空气向外进行鼓动，形成有效的鼓风效果。

被电驱模块驱动的轴A通过一系列安装在一侧腔B的传动结构带动旋转于其上的轴套实现相对于轴A滞后―同步―超越―同步的往复循环旋转，且轴A与相应轴套同向旋转；同时，与轴A同步旋转的轴B通过一系列安装在另一侧腔B的传动结构带动旋转于其上的轴套实现相对于轴B同步―滞后―同步―超越的往复循环旋转，且轴B与相应轴套同向旋转，轴A在两个轴套的带动下，任意相邻两个螺旋板A之间的螺旋板B的两端沿圆杆柱面周向相对于螺旋板A往复交替摆动，轴A带动与轴A旋转配合的轴套发生相对于轴A的滞后旋转时，轴B带动与轴B旋转配合的轴套发生相对于轴B的同步旋转；与轴A旋转配合的轴套发生与轴A的同步旋转时，与轴B旋转配合的轴套发生相对于轴B滞后的旋转；与轴A旋转配合的轴套发生超越轴A的旋转时，与轴B旋转配合的轴套与轴B同步旋转；当与轴A旋转配合的轴套与轴A同步旋转时，与轴B旋转配合的轴套发生超越轴B的旋转，从而通过实现位于相邻两个螺旋板A之间的螺旋板B两端相对于螺旋板A的交替摆动而使得两端相对于螺旋板A交替摆动的螺旋板B可以持续不断地促进风机的吸气和排风。两个轴套的小直径段的一部分位于腔A中；腔A内壁上靠近轴A侧圆槽A处开有进风口，腔A内壁上靠近轴B侧圆槽A处开有排风口。两个轴套的小直径段分别与两个圆槽A旋转配合，且轴套与相应圆槽A之间具有密封结构，密封机构的存在使得腔A形成一个只有一个进风口和一个排风口的密闭空间，保证从进风口进入腔A中的空气不会发生泄漏，使得风机经排风口鼓出的风足够大，保证风机的鼓风效率。

作为本技术的进一步改进，上述外壳安装在底座上，电驱模块通过固定座安装在底座上。

作为本技术的进一步改进，上述电驱模块的输出轴通过联轴器与轴A传动连接。

作为本技术的进一步改进，上述两个圆槽A的内壁上均周向开有环槽；两个轴套的小直径段分别通过轴承C与相应圆槽A旋转配合；两个轴承C分别嵌入并固定于两个圆槽A内壁上的环槽内。环槽对轴承C的固定使得圆、轴A和轴B较难发生轴向运动或位移。

作为本技术的进一步改进，上述轴A上安装有齿轮A，且齿轮A位于轴A同侧的腔B中；轴C通过轴承D与安装在轴A同侧腔B中的定位板B旋转配合；轴C两端分别安装有齿轮B和齿轮C；齿轮B与齿轮A啮合；轴A同侧的轴套上安装有齿轮D，齿轮D位于轴A同侧的腔B中，且齿轮D与齿轮C啮合；轴B上安装有齿轮E，且齿轮E位于轴B同侧的腔B中；轴D通过轴承G与安装在轴B同侧腔B中的定位板D旋转配合；轴D两端分别安装有齿轮F和齿轮C；齿轮F与齿轮E啮合；轴B同侧的轴套上安装有齿轮D，齿轮D位于轴B同侧的腔B中，且齿轮D与安装在轴D上的齿轮C啮合。

作为本技术的进一步改进，上述齿轮A的齿面上具有内凹部分和外凸部分，内凹部分的两侧分别通过圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与外凸部分的两侧过渡衔接；齿轮B、齿轮E和齿轮F分别与齿轮A的规格参数相同；齿轮A齿面的外凸部分与齿轮B齿面的内凹部分配合，齿轮A齿面的内凹部分与齿轮B的外凸部分配合；齿轮E齿面的外凸部分与齿轮F齿面的内凹部分配合，齿轮E齿面的内凹部分与齿轮F齿面的外凸部分配合，由于轴A被电驱模块驱动，轴A、圆杆和轴B的旋转同步；相对于齿轮B而言，齿轮A为驱动齿轮，相对于齿轮F而言，齿轮E为驱动齿轮；齿轮A和齿轮E的旋转速度恒定；当齿轮A齿面上的内凹部分与齿轮B上的外凸部分啮合时，齿轮A与齿轮B的传动比发生改变，齿轮A与齿轮B的传动比大于1，导致齿轮B的旋转速度减小，与轴A旋转配合的轴套带动螺旋板B的一端的旋转滞后于随圆杆同步旋转的螺旋板A的旋转；当齿轮A齿面上的外凸部分与齿轮B上的内凹部分啮合时，齿轮A与齿轮B的传动比发生改变，齿轮A与齿轮B的传动比小于1，导致齿轮B的旋转速度增大，与轴A旋转配合的轴套带动螺旋板B的一端的旋转超越随圆杆同步旋转的螺旋板A的旋转，从而实现螺旋板B一端在相邻两个螺旋板A之间的往复摆动；当齿轮E齿面上的内凹部分与齿轮F上的外凸部分啮合时，齿轮E与齿轮F的传动比发生改变，齿轮E与齿轮F的传动比大于1，导致齿轮F的旋转速度减小，与轴B旋转配合的轴套带动螺旋板B的相应端的旋转滞后于随圆杆同步旋转的螺旋板A的旋转；当齿轮E齿面上的外凸部分与齿轮F上的内凹部分啮合时，齿轮E与齿轮F的传动比发生改变，齿轮E与齿轮F的传动比小于1，导致齿轮F的旋转速度增大，与轴B旋转配合的轴套带动螺旋板B的相应端的旋转超越随圆杆同步旋转的螺旋板A的旋转，从而实现螺旋板B另一端在相邻两个螺旋板A之间的往复摆动。

齿轮A上的内凹部分、外凸部分和两个圆周齿面所具有的圆心角均为90度，保证螺旋板B上靠近轴A的一端的旋转滞后于螺旋板A时，螺旋板B上靠近轴B的一端的旋转正好同步于螺旋板A；螺旋板B上靠近轴A的一端的旋转同步于螺旋板A时，螺旋板B上靠近轴B的一端的旋转正好同滞后于螺旋板A；螺旋板B上靠近轴A的一端的旋转超越于螺旋板A时，螺旋板B上靠近轴B的一端的旋转正好同步于螺旋板A；螺旋板B上靠近轴A的一端的旋转同步于螺旋板A时，螺旋板B上靠近轴B的一端的旋转正好超越于螺旋板A；进而保证螺旋板B的两端相对于螺旋板A交替摆动，从而实现本发明的吸气排风效果。齿轮A上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与齿轮B上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1，齿轮E上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与齿轮F上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1，齿轮C与齿轮D的传动比为1:1，保证齿轮A与齿轮B的变速传动结束时，齿轮A与齿轮B的转速相等，齿轮B通过齿轮C、齿轮D和轴套带动螺旋板B旋转的转速与轴A转速相等，螺旋板B上靠近轴A的一端与螺旋板A旋转同步而不发生相对于螺旋板A的摆动。

作为本技术的进一步改进，上述轴A和轴B分别通过两个轴承A与相应轴套旋转配合；轴A通过轴承B与安装在同侧腔B中的定位板A旋转配合；轴A通过轴承E与外壳上相通于腔B的圆槽B旋转配合；轴B通过轴承F与安装在同侧腔B中的定位板C旋转配合。

作为本技术的进一步改进，上述密封结构机械动密封。

作为本技术的进一步改进，上述密封结构由两个动密封圈串联构成。

作为本技术的进一步改进，上述外壳内围绕腔A开有环形的冷却槽，冷却槽内具有对外壳、螺旋板A和螺旋板B冷却的冷却结构。圆杆内具有冷却结构，对圆杆、螺旋板A和螺旋板B进行冷却。

相对于传统的螺杆风机，本发明为单螺杆风机，其体积较小重量较小，方便使用和操作。本发明中的螺旋板B两端交替地与螺旋板A产生旋转速度差，以此来实现螺旋板B的两端相对两侧的两个螺旋板A交替摆动，两端相对于螺旋板A交替摆动的螺旋板B进行吸气和排风；在排风过程中，位于螺旋板B与螺旋板A之间的空气在螺旋板B的挤压下沿螺旋板A螺旋运动，螺旋板A对空气进行螺旋推送，在一定程度上压缩空气，被推送的空气不容易回流，鼓风效率较高；同时，由于空气沿螺旋板A运动，空气的形程较大，持续被冷却系统冷却的圆杆、螺旋板A和螺旋板B对流经其上的空气进行冷却，进一步促进空气体积的凝缩，使得单位时间内鼓出的风量增加，进而提高螺杆式风机的鼓风效率。另外，由于螺旋板A与螺旋板B始终同向旋转，通过螺旋板B两端于螺旋板A之间产生的速度差来实现螺旋板B两端相对于螺旋板A交替摆动来进行鼓风，其振动较小，所产生的噪音较小；本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是风机整体及其剖面示意图。

图2是风机局部剖面示意图。

图3是外壳及其剖面示意图。

图4是风机内部传动配合及其剖面示意图。

图5是齿轮A示意图。

图6是轴套示意图。

图7是轴套及若干螺旋板B配合示意图。

图8是若干螺旋板A、圆杆、轴A及轴B配合示意图。

图9是圆杆、螺旋板A及螺旋板B配合剖面示意图。

图10是位于相邻两个螺旋板A之间的螺旋板B相对于螺旋板A运动的简化示意图。

图中标号名称：1、底座；2、固定座；3、电驱模块；4、联轴器；5、外壳；6、腔A；7、圆槽A；8、腔B；9、环槽；10、圆槽B；11、进风口；12、排风口；13、冷却槽；14、圆杆；15、螺旋板A；16、轴A；17、轴B；18、轴套；19、螺旋板B；20、轴承A；21、轴承B；22、定位板A；23、定位板B；24、密封结构；25、轴承C；26、齿轮D；27、齿轮C；28、轴C；29、轴承D；30、齿轮B；31、齿轮A；32、轴承E；33、定位板C；34、定位板D；35、轴D；36、齿轮F；37、齿轮E；38、轴承F；39、轴承G；40、连接块。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1所示，它包括电驱模块3、圆杆14、螺旋板A15、轴A16、轴B17、轴套18、螺旋板B19、密封结构24和外壳5，其中如图3所示，外壳5中的圆柱形腔A6两端分别通过圆槽A7与对称分布于腔A6两侧的两个腔B8相通；如图2、4、8所示，旋转于外壳5内的腔A6中的圆杆14上螺旋安装有若干周向间隔均匀分布的螺旋板A15。如图2、9所示，螺旋板A15的光滑外缘与腔A6内壁接触，保证两个螺旋板A15与腔A6内壁之间形成的空间具有很好的密封性，两个螺旋板A15与腔A6内壁之间形成的空间内沿螺旋运动的空气不会从螺旋板A15与腔A6内壁之间泄露，从而保证风机向外的鼓风量。如图4、8所示，圆杆14两端端面中心处分别安装有轴A16和轴B17；如图2、4所示，轴A16和轴B17上分别旋转配合有阶梯型轴套18；如图6所示，轴套18的大直径段外缘周向均匀分布有若干连接块40；如图2、4、7所示，一个轴套18上的若干连接块40分别通过弹性螺旋板B19与另一个轴套18上的若干连接块40连接，相邻两个连接块40之间形成的缺口为进入相邻两个螺旋板A15之间空间的空气和从相邻两个螺旋板A15之间空间排出的空气提供通道，使得腔A6内的空气有进有出，保证本发明充分发挥风机吸气鼓风的效果。如图4、9所示，任意相邻两个螺旋板A15之间都具有一个螺旋板B19，螺旋板B19与螺旋板A15的螺旋参数相同。如图1、2、9所示，螺旋板B19的光滑外缘与腔A6内壁接触，螺旋板B19的光滑内缘与圆杆14柱面接触，使得相邻两个螺旋板A15与腔A6内壁形成的空间被位于其中的螺旋板B19分隔成的两部分之间具有一定的密封性，保证相邻两个螺旋板A15与腔A6内壁形成的空间被位于其中的螺旋板B19分隔成的两部分之间隔离，通过螺旋板B19相对两侧两个螺旋板A15的摆动有效地对位于两个螺旋板A15之间的空气向外进行鼓动，形成有效的鼓风效果。

如图1、2、4所示，被电驱模块3驱动的轴A16通过一系列传动带动旋转于其上的轴套18实现相对于轴A16滞后―同步―超越―同步的往复循环旋转，且轴A16与相应轴套18同向旋转；同时，与轴A16同步旋转的轴B17通过一系列传动带动旋转于其上的轴套18实现相对于轴B17同步―滞后―同步―超越的往复循环旋转，且轴B17与相应轴套18同向旋转，轴A16在两个轴套18的带动下，任意相邻两个螺旋板A15之间的螺旋板B19的两端沿圆杆14柱面周向相对于螺旋板A15往复交替摆动，轴A16带动与轴A16旋转配合的轴套18发生相对于轴A16的滞后旋转时，轴B17带动与轴B17旋转配合的轴套18发生相对于轴B17的同步旋转；与轴A16旋转配合的轴套18发生与轴A16的同步旋转时，与轴B17旋转配合的轴套18发生相对于轴B17滞后的旋转；与轴A16旋转配合的轴套18发生超越轴A16的旋转时，与轴B17旋转配合的轴套18与轴B17同步旋转；当与轴A16旋转配合的轴套18与轴A16同步旋转时，与轴B17旋转配合的轴套18发生超越轴B17的旋转，从而通过实现位于相邻两个螺旋板A15之间的螺旋板B19两端相对于螺旋板A15的交替摆动而使得两端相对于螺旋板A15交替摆动的螺旋板B19可以持续不断地促进风机的吸气和排风。如图2所示，两个轴套18的小直径段的一部分位于腔A6中；如图1、2、3所示，腔A6内壁上靠近轴A16侧圆槽A7处开有进风口11，腔A6内壁上靠近轴B17侧圆槽A7处开有排风口12。两个轴套18的小直径段分别与两个圆槽A7旋转配合，且轴套18与相应圆槽A7之间具有密封结构24，密封机构的存在使得腔A6形成一个只有一个进风口11和一个排风口12的密闭空间，保证从进风口11进入腔A6中的空气不会发生泄漏，使得风机经排风口12鼓出的风足够大，保证风机的鼓风效率。

如图1所示，上述外壳5安装在底座1上，电驱模块3通过固定座2安装在底座1上。

如图1所示，上述电驱模块3的输出轴通过联轴器4与轴A16传动连接。

如图3所示，上述两个圆槽A7的内壁上均周向开有环槽9；如图2所示，两个轴套18的小直径段分别通过轴承C25与相应圆槽A7旋转配合；两个轴承C25分别嵌入并固定于两个圆槽A7内壁上的环槽9内。环槽9对轴承C25的固定使得圆、轴A16和轴B17较难发生轴向运动或位移。

如图2、4所示，上述轴A16上安装有齿轮A31，且齿轮A31位于轴A16同侧的腔B8中；轴C28通过轴承D29与安装在轴A16同侧腔B8中的定位板B23旋转配合；轴C28两端分别安装有齿轮B30和齿轮C27；齿轮B30与齿轮A31啮合；轴A16同侧的轴套18上安装有齿轮D26，齿轮D26位于轴A16同侧的腔B8中，且齿轮D26与齿轮C27啮合；轴B17上安装有齿轮E37，且齿轮E37位于轴B17同侧的腔B8中；轴D35通过轴承G39与安装在轴B17同侧腔B8中的定位板D34旋转配合；轴D35两端分别安装有齿轮F36和齿轮C27；齿轮F36与齿轮E37啮合；轴B17同侧的轴套18上安装有齿轮D26，齿轮D26位于轴B17同侧的腔B8中，且齿轮D26与安装在轴D35上的齿轮C27啮合。

如图4、5所示，上述齿轮A31的齿面上具有内凹部分和外凸部分，内凹部分的两侧分别通过圆心位于圆杆14中心轴线上的圆周齿面与外凸部分的两侧过渡衔接；齿轮B30、齿轮E37和齿轮F36分别与齿轮A31的规格参数相同；如图4所示，齿轮A31齿面的外凸部分与齿轮B30齿面的内凹部分配合，齿轮A31齿面的内凹部分与齿轮B30的外凸部分配合；齿轮E37齿面的外凸部分与齿轮F36齿面的内凹部分配合，齿轮E37齿面的内凹部分与齿轮F36齿面的外凸部分配合，由于轴A16被电驱模块3驱动，轴A16、圆杆14和轴B17的旋转同步；相对于齿轮B30而言，齿轮A31为驱动齿轮，相对于齿轮F36而言，齿轮E37为驱动齿轮；齿轮A31和齿轮E37的旋转速度恒定；当齿轮A31齿面上的内凹部分与齿轮B30上的外凸部分啮合时，齿轮A31与齿轮B30的传动比发生改变，齿轮A31与齿轮B30的传动比大于1，导致齿轮B30的旋转速度减小，与轴A16旋转配合的轴套18带动螺旋板B19的一端的旋转滞后于随圆杆14同步旋转的螺旋板A15的旋转；当齿轮A31齿面上的外凸部分与齿轮B30上的内凹部分啮合时，齿轮A31与齿轮B30的传动比发生改变，齿轮A31与齿轮B30的传动比小于1，导致齿轮B30的旋转速度增大，与轴A16旋转配合的轴套18带动螺旋板B19的一端的旋转超越随圆杆14同步旋转的螺旋板A15的旋转，从而实现螺旋板B19一端在相邻两个螺旋板A15之间的往复摆动；当齿轮E37齿面上的内凹部分与齿轮F36上的外凸部分啮合时，齿轮E37与齿轮F36的传动比发生改变，齿轮E37与齿轮F36的传动比大于1，导致齿轮F36的旋转速度减小，与轴B17旋转配合的轴套18带动螺旋板B19的相应端的旋转滞后于随圆杆14同步旋转的螺旋板A15的旋转；当齿轮E37齿面上的外凸部分与齿轮F36上的内凹部分啮合时，齿轮E37与齿轮F36的传动比发生改变，齿轮E37与齿轮F36的传动比小于1，导致齿轮F36的旋转速度增大，与轴B17旋转配合的轴套18带动螺旋板B19的相应端的旋转超越随圆杆14同步旋转的螺旋板A15的旋转，从而实现螺旋板B19另一端在相邻两个螺旋板A15之间的往复摆动。

如图5所示，齿轮A31上的内凹部分、外凸部分和两个圆周齿面所具有的圆心角均为90度，保证螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转滞后于螺旋板A15时，螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转正好同步于螺旋板A15；螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转同步于螺旋板A15时，螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转正好同滞后于螺旋板A15；螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转超越于螺旋板A15时，螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转正好同步于螺旋板A15；螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转同步于螺旋板A15时，螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转正好超越于螺旋板A15；进而保证螺旋板B19的两端相对于螺旋板A15交替摆动，从而实现本发明的吸气排风效果。如图4、5所示，齿轮A31上圆心位于圆杆14中心轴线上的圆周齿面与齿轮B30上圆心位于圆杆14中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1，齿轮E37上圆心位于圆杆14中心轴线上的圆周齿面与齿轮F36上圆心位于圆杆14中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1，齿轮C27与齿轮D26的传动比为1:1，保证齿轮A31与齿轮B30的变速传动结束时，齿轮A31与齿轮B30的转速相等，齿轮B30通过齿轮C27、齿轮D26和轴套18带动螺旋板B19旋转的转速与轴A16转速相等，螺旋板B19上靠近轴A16的一端与螺旋板A15旋转同步而不发生相对于螺旋板A15的摆动。

如图2所示，上述轴A16和轴B17分别通过两个轴承A20与相应轴套18旋转配合；轴A16通过轴承B21与安装在同侧腔B8中的定位板A22旋转配合；轴A16通过轴承E32与外壳5上相通于腔B8的圆槽B10旋转配合；轴B17通过轴承F38与安装在同侧腔B8中的定位板C33旋转配合。

如图2所示，上述密封结构24机械动密封。

如图2所示，上述密封结构24由两个动密封圈串联构成。

如图2、3所示，上述外壳5内围绕腔A6开有环形的冷却槽13，冷却槽13内具有对外壳5、螺旋板A15和螺旋板B19冷却的冷却结构。圆杆内具有冷却结构，对圆杆、螺旋板A和螺旋板B进行冷却。

本发明中外壳的冷却槽13中的冷却结构对外壳5、螺旋板A15和螺旋板B19的冷却均采用现有技术，现有技术中对一个静止的筒状物的冷却是很常见的；圆柱中的冷却和冷却系统采用现有技术即可，本发明的圆杆旋转工作，其通过轴A穿出外壳，这与传统的螺杆风机的螺杆安装和运动方式是一样的，那冷却所用的结构借鉴传统螺杆冷却结构，同时为了现有技术的冷却结构的布置，改变轴A与电机的连接方式，或者将轴B穿出外壳都是允许的，如果伸出就需要加密封结构。

本发明中轴承A20、轴承B21、轴承C25、轴承D29、轴承E32、轴承F38和轴承G39等处需要常规的润滑，其润滑采用现有技术，如在腔B中加润滑油。

本发明中除了所公开的特征外，需要的其他的没有公开的辅助技术均采用现有技术即可，如润滑、冷却系统、风机进口过滤器冷却结构类型、柜体、储气罐等。

本发明中的电驱模块3采用现有技术，其主要有电机、减速器及控制单元组成。

本发明中的联轴器4采用现有技术，可以使用弹性联轴器。

本发明的工作流程：在初始状态，如图4、10(a)所示，齿轮A31上的内凹齿面同相应圆周齿面的交接处与齿轮B30上的外凸齿面筒相应圆周齿面的交接处啮合，齿轮E37上的外凸齿面同相应圆周齿面的交接处与齿轮F36上的内凹齿面同相应圆周齿面的交接处啮合；每个螺旋板B19均与其旋转方向上的螺旋板A15紧贴；此时，齿轮A31与齿轮B30的传动比为1:1，齿轮E37与齿轮F36的传动比为1:1。

如图10(a)、10(b)所示，当需要使用本发明进行鼓风时，先运行电驱模块3，电驱模块3输出轴通过联轴器4带动轴A16同步旋转；轴A16带动齿轮A31、圆杆14、轴B17、齿轮E37和若干螺旋板A15同步旋转；齿轮A31上的内凹齿面开始与齿轮B30上的外凸齿面啮合，由于齿轮A31上的齿面直径减小，齿轮B30上的齿面直径增大，所以齿轮A31与齿轮B30的传动比由1:1变为大于1，齿轮B30的旋转速度小于齿轮A31，齿轮B30通过轴C28和齿轮C27带动齿轮D26旋转的速度小于齿轮A31，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转速度小于螺旋板A15，若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端开始逐渐远离初始与之贴合的螺旋板A15快速向另一个相邻的螺旋板A15相对运动，螺旋板B19摆动的一端把位于两个螺旋板A15之间的空气向轴B17的方向挤压推动；与此同时，齿轮E37上的圆周齿面与齿轮F36上圆周齿面啮合，齿轮E37与齿轮F36的传动比继续保持1:1；齿轮F36通过轴D35和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端与螺旋板A15同步旋转；若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端不发生相对于螺旋板A15的相对运动；如图10(b)所示，当若干螺旋板B19上相对于螺旋板A15摆动的一端摆至另一个相邻的螺旋板A15并与之贴合时，齿轮A31上的内凹齿面刚好结束与齿轮B30上的外凸齿面的啮合，齿轮A31上的圆周齿面开始与齿轮B30上的圆周齿面啮合；齿轮E37上的圆周齿面与齿轮F36上的圆周齿面刚好结束啮合，齿轮E37上的内凹齿面开始与齿轮F36上的外凸齿面啮合。

如图10(b)、10(c)所示，在电驱模块3的继续驱动下，轴A16继续带动齿轮A31、圆杆14、若干螺旋板A15、轴B17和齿轮E37旋转，齿轮A31上的圆周齿面与齿轮B30上的圆周齿面啮合，齿轮A31与齿轮B30的传动比重新变为1:1，齿轮B30的旋转速度与齿轮A31的旋转速度相等，齿轮B30通过轴C28和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转的角速度与齿轮A31相等，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端与若干螺旋板A15同步旋转，螺旋板B19上靠近轴A16的一端保持与螺旋板A15的紧贴；与此同时，齿轮E37上的内凹齿面开始与齿轮F36上的外凸齿面啮合，由于齿轮E37上的齿面直径减小，齿轮F36上的齿面直径增大，所以齿轮E37与齿轮F36的传动比由1:1变为大于1，齿轮F36的旋转速度小于齿轮E37，齿轮F36通过轴D35和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转的速度小于齿轮E37的旋转速度，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转速度小于螺旋板A15，若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端开始逐渐远离初始与之贴合的螺旋板A15快速向另一个相邻的螺旋板A15相对运动，此时摆动的若干螺旋板B19同时把螺旋板B19上靠近轴A16的一端与螺旋板A15封堵的空气向排风口12方向挤压推送，空气经排风口12被鼓出腔A6。

如图10(c)所示，当摆动的若干螺旋板B19分别同时与螺旋板B19旋转方向反向的螺旋板A15完全贴合时，螺旋板B19的第一次鼓风结束；同时，随着腔A6中的空气被鼓出，腔A6中形成的负压导致外界的空气在大气压作用下经进风口11进入腔A6并重新充满若干螺旋板A15分隔成的空间内；此时，齿轮A31的外凸齿面开始与齿轮B30的内凹齿面啮合，齿轮E37的圆周齿面开始与齿轮F36的圆周齿面啮合；如图10(c)、10(d)所示，持续旋转的轴A16继续带动齿轮A31、圆杆14、若干螺旋板A15、轴B17和齿轮E37旋转，齿轮A31上的外凸齿面与齿轮B30上的内凹齿面啮合，齿轮A31的传动比由1:1变为小于1；齿轮B30的旋转速度大于齿轮A31的旋转速度，齿轮B30通过轴C28和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转的角速度大于齿轮A31的速度，齿轮D26通过轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端的旋转速度大于螺旋板A15的旋转速度；若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端开始相对于螺旋板A15向初始贴合的螺旋板A15方向摆动；与此同时，齿轮E37上的圆周齿面与齿轮F36上圆周齿面啮合，齿轮E37与齿轮F36的传动比为1:1；齿轮F36通过轴D35和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端与螺旋板A15同步旋转；若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端不发生相对于螺旋板A15的运动；螺旋板B19摆动的一端把位于两个螺旋板A15之间的空气向轴B17的方向挤压推动；当若干螺旋板B19上相对于螺旋板A15摆动的一端摆至与之初始贴合的螺旋板A15时，齿轮A31上的外凸齿面刚好结束与齿轮B30上的内凹齿面的啮合，齿轮A31上的圆周齿面开始与齿轮B30上的圆周齿面啮合；齿轮E37上的圆周齿面与齿轮F36上的圆周齿面刚好结束啮合，齿轮E37上的外凸齿面开始与齿轮F36上的内凹齿面啮合。

如图10(a)、10(d)所示，在电驱模块3的继续驱动下，轴A16继续带动齿轮A31、圆杆14、若干螺旋板A15、轴B17和齿轮E37旋转，齿轮A31上的圆周齿面与齿轮B30上的圆周齿面啮合，齿轮A31与齿轮B30的传动比变为1:1，齿轮B30的旋转速度与齿轮A31的旋转速度相等，齿轮B30通过轴C28和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转的角速度与齿轮A31相等，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴A16的一端与若干螺旋板A15同步旋转，螺旋板B19上靠近轴A16的一端保持与螺旋板A15的紧贴；与此同时，齿轮E37上的外凸齿面开始与齿轮F36上的内凹齿面啮合，由于齿轮E37上的齿面直径增大，齿轮F36上的齿面直径减小，所以齿轮E37与齿轮F36的传动比由1:1变为小于1，齿轮F36的旋转速度大于齿轮E37，齿轮F36通过轴D35和相应齿轮C27带动相应齿轮D26旋转的速度大于齿轮E37的旋转速度，齿轮D26通过相应轴套18带动若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端的旋转速度大于螺旋板A15，若干螺旋板B19上靠近轴B17的一端开始逐渐靠近初始与之贴合的螺旋板A15，此时摆动的若干螺旋板B19同时把螺旋板B19上靠近轴A16的一端与螺旋板A15封堵的空气向排风口12方向挤压推送，空气经排风口12被鼓出腔A6，若干螺旋板B19的第二次鼓风结束。

此时，随着腔A6中的空气被再次鼓出，腔A6中形成的负压导致外界的空气在大气压作用下经进风口11进入腔A6并重新充满若干螺旋板A15分隔成的空间内；此时，齿轮A31的内凹齿面开始与齿轮B30的外凸齿面啮合，齿轮E37的圆周齿面开始与齿轮F36的圆周齿面啮合，设备恢复至初始状态。在电驱模块3的持续驱动下，风机循环往复地重复上述流程来持续进行鼓风，直至鼓风结束为止。鼓风过程中位于螺旋板B19与螺旋板A15之间的空气在螺旋板B19的挤压下沿螺旋板A15螺旋运动，螺旋板A15对空气进行螺旋推送，在一定程度上压缩空气，被推送的空气在被螺旋板A15分成的空间之间不容易回流，保证鼓风效率。

上述流程中螺旋板B19沿圆杆14柱面的周向摆动使得螺旋板B19发生一定程度的形变，发生形变的螺旋板B19任然保持与圆杆14柱面和腔A6内壁的紧密接触，以此保证相邻两个螺旋板A15被螺旋板B19分隔的两个较小空间的密封性。

在若干螺旋板A15分别与若干螺旋板B19配合进行鼓风时，持续旋转的螺旋板A15和螺旋板B19由于自身的螺旋结构对向外鼓送的空气形成推压，在一定程度上压缩空气体积；加之，设备在运行过程中持续地通过冷却槽13内和圆杆的冷却结构对圆杆、螺旋板A15和螺旋板B19进行持续地冷却，所以被向外鼓送的空气沿螺旋板A15和螺旋板B19运动过程中被螺旋板A15、螺旋板B19和圆杆14冷却，进一步使得空气的内空气分子之间的间距缩小，最终使得若干螺旋板A15和若干螺旋板B19单位时间内向外鼓送的风量较大，具有较好的鼓风效果。同时，由于腔A6内的空气冷却导致腔A6内相对于外界形成负压，在风机向外鼓风的同时，外界的空气更容易经进风口11进入腔A6，有利于风机持续有效地进行鼓风。

综上所述，本发明的有益效果：本发明为单螺杆风机，其体积较小重量较小，方便使用和操作。本发明中的螺旋板B19两端交替地与螺旋板A15产生旋转速度差，以此来实现螺旋板B19的两端相对两侧的两个螺旋板A15交替摆动，两端相对于螺旋板A15交替摆动的螺旋板B19进行吸气和排风；在排风过程中，位于螺旋板B19与螺旋板A15之间的空气在螺旋板B19的挤压下沿螺旋板A15螺旋运动，螺旋板A15对空气进行螺旋推送，在一定程度上压缩空气，被推送的空气不容易回流，鼓风效率较高；同时，由于空气沿螺旋板A15运动，空气的形成增大，持续被冷却系统冷却的圆杆14、螺旋板A15和螺旋板B19对流经其上的空气进行冷却，进一步促进空气体积的凝缩，使得单位时间内鼓出的风量增加，进而提高螺杆式风机的鼓风效率。另外，由于螺旋板A15与螺旋板B19始终同向旋转，通过螺旋板B19两端于螺旋板A15之间产生的速度差来实现螺旋板B19两端相对于螺旋板A15交替摆动来进行鼓风，其振动较小，所产生的噪音较小。

Claims (10)

1.一种单螺杆风机，其特征在于：它包括电驱模块、圆杆、螺旋板A、轴A、轴B、轴套、螺旋板B、密封结构和外壳，其中外壳中的圆柱形腔A两端分别通过圆槽A与对称分布于腔A两侧的两个腔B相通；旋转于外壳内的腔A中的圆杆上螺旋安装有若干周向间隔均匀分布的螺旋板A，螺旋板A的光滑外缘与腔A内壁接触；圆杆两端端面中心处分别安装有轴A和轴B；轴A和轴B上分别旋转配合有阶梯型轴套；轴套的大直径段外缘周向均匀分布有若干连接块；一个轴套上的若干连接块分别通过弹性螺旋板B与另一个轴套上的若干连接块连接；任意相邻两个螺旋板A之间都具有一个螺旋板B，螺旋板B与螺旋板A的螺旋参数相同；螺旋板B的光滑外缘与腔A内壁接触，螺旋板B的光滑内缘与圆杆柱面接触；

被电驱模块驱动的轴A通过一系列安装在一侧腔B的传动结构带动旋转于其上的轴套实现相对于轴A滞后―同步―超越―同步的往复循环旋转，且轴A与相应轴套同向旋转；同时，与轴A同步旋转的轴B通过一系列安装在另一侧腔B的传动结构带动旋转于其上的轴套实现相对于轴B同步―滞后―同步―超越的往复循环旋转，且轴B与相应轴套同向旋转；在两个轴套的带动下，任意相邻两个螺旋板A之间的螺旋板B的两端沿圆杆柱面周向相对于螺旋板A往复交替摆动；两个轴套的小直径段分别与两个圆槽A旋转配合，且轴套与相应圆槽A之间具有密封结构；两个轴套的小直径段的一部分位于腔A中；腔A内壁上靠近轴A侧圆槽A处开有进风口，腔A内壁上靠近轴B侧圆槽A处开有排风口。

2.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述外壳安装在底座上，电驱模块通过固定座安装在底座上。

3.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述电驱模块的输出轴通过联轴器与轴A传动连接。

4.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述两个圆槽A的内壁上均周向开有环槽；两个轴套的小直径段分别通过轴承C与相应圆槽A旋转配合；两个轴承C分别嵌入并固定于两个圆槽A内壁上的环槽内。

5.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述轴A上安装有齿轮A，且齿轮A位于轴A同侧的腔B中；轴C通过轴承D与安装在轴A同侧腔B中的定位板B旋转配合；轴C两端分别安装有齿轮B和齿轮C；齿轮B与齿轮A啮合；轴A同侧的轴套上安装有齿轮D，齿轮D位于轴A同侧的腔B中，且齿轮D与齿轮C啮合；轴B上安装有齿轮E，且齿轮E位于轴B同侧的腔B中；轴D通过轴承G与安装在轴B同侧腔B中的定位板D旋转配合；轴D两端分别安装有齿轮F和齿轮C；齿轮F与齿轮E啮合；轴B同侧的轴套上安装有齿轮D，齿轮D位于轴B同侧的腔B中，且齿轮D与安装在轴D上的齿轮C啮合。

6.根据权利要求5所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述齿轮A的齿面上具有内凹部分和外凸部分，内凹部分的两侧分别通过圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与外凸部分的两侧过渡衔接；齿轮B、齿轮E和齿轮F分别与齿轮A的规格参数相同；

齿轮A齿面的外凸部分与齿轮B齿面的内凹部分配合，齿轮A齿面的内凹部分与齿轮B的外凸部分配合；齿轮E齿面的外凸部分与齿轮F齿面的内凹部分配合，齿轮E齿面的内凹部分与齿轮F齿面的外凸部分配合；齿轮A上的内凹部分、外凸部分和两个圆周齿面所具有的圆心角均为90度；齿轮A上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与齿轮B上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1，齿轮E上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面与齿轮F上圆心位于圆杆中心轴线上的圆周齿面的传动比为1:1；齿轮C与齿轮D的传动比为1:1。

7.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述轴A和轴B分别通过两个轴承A与相应轴套旋转配合；轴A通过轴承B与安装在同侧腔B中的定位板A旋转配合；轴A通过轴承E与外壳上相通于腔B的圆槽B旋转配合；轴B通过轴承F与安装在同侧腔B中的定位板C旋转配合。

8.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述密封结构机械动密封。

9.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述密封结构由两个动密封圈串联构成。

10.根据权利要求1所述的一种单螺杆风机，其特征在于：上述外壳内围绕腔A开有环形的冷却槽，冷却槽内具有对外壳、螺旋板A和螺旋板B冷却的冷却结构；圆杆内具有冷却结构，对圆杆、螺旋板A和螺旋板B进行冷却。

Images