CN112983810A - 双驱双级变螺距螺杆主机、空压机、真空泵、膨胀机 - Google Patents

双驱双级变螺距螺杆主机、空压机、真空泵、膨胀机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双驱双级变螺距螺杆主机、空压机、真空泵、膨胀机，双驱双级变螺距螺杆主机包括驱动源、一级转子组和二级转子组，所述的一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子为变螺距螺杆。采用变螺距螺杆使得一级转子组和\或二级转子组的介质腔容积逐渐减小或增大，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子在相互啮合的过程中具有内压缩或内膨胀的过程，能提高压缩比或者膨胀比，还能使气体介质的增压或膨胀过程平稳，降低了压缩或膨胀功耗，提高了主机的安全可靠性能。

Description

双驱双级变螺距螺杆主机、空压机、真空泵、膨胀机
技术领域
本发明涉及空气的压缩或膨胀的技术领域，更确切地说涉及一种双驱双级变螺距螺杆主机、空压机、真空泵、膨胀机。
背景技术
在回旋式空压机或膨胀机的领域，通常采用双螺杆转子在回转运动中形成周期性变化的工作腔容积，实现工作介质的进入、压缩/膨胀和排出过程，空压机使动力系统的机械能转化为气体压力能，膨胀机则使工作介质的内能转化为机械能。
目前在空压机的行业中，为了提高压缩量，正在越来越广泛地应用双级螺杆主机，双级螺杆主机具有两级转子组，包括呈水平分布的一组低压转子组和一组高压转子组，低压转子组和高压转子组呈水平分布，气体由低压转子组进行一级压缩后进入到高压转子组，再经高压转子组进行二级压缩后排出。由于气体经低压转子组一级压缩后，气体体积已经减小了，如此，高压转子组中的转子尺寸通常比低压转子组中的转子尺寸小；同时为了满足气量关系，低压转子组侧的主机尺寸要大于高压转子组侧的主机尺寸。
在膨胀机的领域，为了实现较大的膨胀比，增加膨胀机的输出功率，也往往采用双级螺杆主机，双级螺杆主机包括呈水平分布的一级转子组和二级转子组，气体由一级转子组进行一级膨胀后进入到二级转子组，再由二级转子组进行二级膨胀。由于气体经一级转子组膨胀后，气体体积已经增大了，如此，二级转子组的转子尺寸通常比一级转子组中的转子尺寸大；同时为了满足气量关系，一级转子组侧的主机尺寸要小于二级转子组侧的主机尺寸。
主机尺寸偏大会存在主机空间利用不足的缺陷，若能在相同尺寸的主机内实现更大的压缩比或者膨胀比则能弥补该缺陷造成的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种双驱双级变螺距螺杆主机，能在相同尺寸的主机内实现更大的压缩比或者膨胀比。
本发明的技术解决方案是，包括驱动源、一级转子组和二级转子组，其特征在于，所述的一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，所述一级转子组包括相互啮合的一级阳转子和一级阴转子，所述二级转子组包括相互啮合的二级阳转子和二级阴转子，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆，所述的二级阳转子和二级阴转子均为等螺距螺杆或变螺距螺杆；或者，所述的一级阳转子和一级阴转子均为等螺距螺杆，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆。
与现有技术相比，本发明的双驱双级变螺距螺杆主机有以下优点：一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子为变螺距螺杆，一级转子组和\或二级转子组的介质腔容积逐渐减小或增大，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子在相互啮合的过程中具有内压缩或内膨胀的过程，能提高压缩比或者膨胀比，还能使气体介质的增压或膨胀过程平稳，降低了压缩或膨胀功耗，提高了主机的安全可靠性能；一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，能够提高一级转子组和二级转子组的运转可靠性。
优选的，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆且均由多段螺距不同的螺杆首尾相接构成。采用此结构，一级阳转子和一级阴转子均是多段式的变螺距螺杆。
优选的，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆且均由螺距逐渐变化的螺杆构成。采用此结构，一级阳转子和一级阴转子均是渐变式的变螺距螺杆。
优选的，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆且均由多段螺距不同的螺杆首尾相接构成。采用此结构，二级阳转子和二级阴转子均是多段式的变螺距螺杆。
优选的，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆且均由螺距逐渐变化的螺杆构成。采用此结构，二级阳转子和二级阴转子均是渐变式的变螺距螺杆。
优选的，一级阳转子和二级阳转子各自的一端分别与所述的驱动源连接，所述的驱动源驱动一级阳转子和二级阳转子各自转动，一级阳转子对一级阴转子啮合传动，二级阳转子对二级阴转子啮合传动。采用此结构，结构简单，阴阳转子之间采用啮合传动能减小主机的体积；一级阳转子和二级阳转子各自的一端分别与所述的驱动源连接，能够提高第一阳转子和第二阳转子的运转可靠性。
优选的，所述的驱动源是电机，所述的电机上设置有两根输出转轴，两根输出转轴分别与一级阳转子和二级阳转子各自的一端连接，一级转子组和二级转子组水平串联。采用此结构，能够提高第一阳转子和第二阳转子与对应连接的电机输出转轴的同轴度，提高电机对第一阳转子和第二阳转子的传动可靠性；一级转子组和二级转子组水平串联，能提高气体流通效率，降低气体的压力损失。
本发明要解决的技术问题是，提供一种空压机，能在相同尺寸的主机内实现更大的压缩比，提高压缩效率。
本发明的技术解决方案是，提供一种空压机，包括吸气口、排气口和如上所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要大于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
与现有技术相比，本发明的空压机有以下优点：一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子为变螺距螺杆，一级转子组和\或二级转子组的介质腔容积逐渐减小，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子在相互啮合的过程中具有内压缩的过程，能提高压缩比，还能使气体介质的增压过程平稳，降低了空压机的功耗，提高了主机的安全可靠性能；一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，能够提高一级转子组和二级转子组的运转可靠性。
本发明要解决的技术问题是，提供一种真空泵，能在相同尺寸的主机内实现更大的压缩比，提高真空抽取效率。
本发明的技术解决方案是，提供真空泵，包括吸气口、排气口和如上所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要大于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
与现有技术相比，本发明的真空泵有以下优点：一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子为变螺距螺杆，一级转子组和\或二级转子组的介质腔容积逐渐减小，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子在相互啮合的过程中具有内压缩的过程，能提高压缩比，提高真空泵的真空抽取效率，还能使真空泵的真空抽取过程平稳，降低了真空泵抽真空的功耗，提高了主机的安全可靠性能；一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，能够提高一级转子组和二级转子组的运转可靠性。
本发明要解决的技术问题是，提供一种膨胀机，能在相同尺寸的主机内实现更大的膨胀比。
本发明的技术解决方案是，提供一种膨胀机，包括吸气口、排气口和如上所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要小于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
与现有技术相比，本发明的膨胀机有以下优点：一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子为变螺距螺杆，一级转子组和\或二级转子组的介质腔容积逐渐增大，一级转子组的阴阳转子和\或二级转子组的阴阳转子在相互啮合的过程中具有内膨胀的过程，能提高膨胀比，提高膨胀机的工作效率，还能使气体介质的膨胀过程平稳，降低了膨胀机的功耗，提高了主机的安全可靠性能；一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，能够提高一级转子组和二级转子组的运转可靠性。
附图说明
图1为本发明的双驱双级变螺距螺杆主机的结构示意图。
图2为本发明中一级阳转子和一级阴转子均是多段式的变螺距螺杆的结构示意图。
如图中所示：1、一级阳转子，2、一级阴转子，3、二级阳转子，4、二级阴转子，5、电机。
具体实施方式
为了更好得理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而非严格按比例绘制。
还应理解的是，用语“包括”、“具有”、“包含”、“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“…至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修改列表中的单独元件。
实施例1：
如图1所示，本发明的双驱双级变螺距螺杆主机包括驱动源、一级转子组和二级转子组，本实施例中的驱动源是电机5，电机5的两侧各设置有一根输出转轴，所述一级转子组包括相互啮合的一级阳转子1和一级阴转子2，一级阳转子1和一级阴转子2均为变螺距螺杆且轴线相互平行，所述二级转子组包括相互啮合的二级阳转子3和二级阴转子4，二级阳转子3和二级阴转子4也均为变螺距螺杆且轴线相互平行。一级阳转子1的一端与电机5一侧的输出转轴连接，二级阳转子3的一端与电机5另一侧的输出转轴连接，一级转子组和二级转子组水平串联，电机5驱动一级阳转子1和二级阳转子3各自转动，一级阳转子1对一级阴转子2啮合传动，二级阳转子3对二级阴转子4啮合传动。一级阳转子1也可以通过传动皮带对二级阳转子3传动。一级阳转子1和一级阴转子2可以是多段式的变螺距螺杆，即由多段螺距不同的螺杆首尾相接构成，如图2中所示；一级阳转子1和一级阴转子2也可以是渐变式的变螺距螺杆，即由螺距逐渐变化的螺杆构成。同样，二级阳转子3和二级阴转子4也可以是多段式的变螺距螺杆或者渐变式的变螺距螺杆。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，一级阳转子1和一级阴转子2均为等螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4则是多段式的变螺距螺杆或者渐变式的变螺距螺杆。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，一级阳转子1和一级阴转子2为多段式的变螺距螺杆或者渐变式的变螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4则是等螺距螺杆。
实施例4：
本发明的空压机包括壳体，壳体内设置有一级压缩腔和二级压缩腔及如实施例1至实施例3中任意一种双驱双级变螺距螺杆主机，一级压缩腔的排气端和二级压缩腔的吸气端水平连通，一级阳转子1和一级阴转子2设置在一级压缩腔内，二级阳转子3和二级阴转子4设置在二级压缩腔内，一级阳转子1位于一级压缩腔排气端的一端与电机5一侧的输出转轴连接，二级阳转子3位于二级压缩腔吸气端的一端与电机5另一侧的输出转轴连接，电机5驱动一级阳转子1和二级阳转子3各自转动，一级阳转子1对一级阴转子2啮合传动，二级阳转子3对二级阴转子4啮合传动。
一级阳转子1和一级阴转子2为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为等螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2为等螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2、二级阳转子3和二级阴转子4均为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆。在壳体上对应一级压缩腔的吸气端设置吸气口，在壳体上对应二级压缩腔的排气端设置排气口，一级阳转子1和一级阴转子2的尺寸要大于二级阳转子3和二级阴转子4的尺寸。
实施例5：
本发明的真空泵包括壳体，壳体内设置有一级抽气腔和二级抽气腔及如实施例1至实施例3中任意一种双驱双级变螺距螺杆主机，一级抽气腔的排气端和二级抽气腔的吸气端水平连通，一级阳转子1和一级阴转子2设置在一级抽气腔内，二级阳转子3和二级阴转子4设置在二级抽气内，一级阳转子1位于一级抽气腔排气端的一端与电机5一侧的输出转轴连接，二级阳转子3位于二级抽气腔吸气端的一端与电机5另一侧的输出转轴连接，电机5驱动一级阳转子1和二级阳转子3各自转动，一级阳转子1对一级阴转子2啮合传动，二级阳转子3对二级阴转子4啮合传动。
一级阳转子1和一级阴转子2为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为等螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2为等螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2、二级阳转子3和二级阴转子4均为螺距逐渐缩小的变螺距螺杆。在壳体上对应一级抽气腔的吸气端设置吸气口，在壳体上对应二级抽气腔的排气端设置排气口，一级阳转子1和一级阴转子2的尺寸要大于二级阳转子3和二级阴转子4的尺寸。
实施例6：
本发明的膨胀机包括壳体，壳体内设置有一级膨胀腔和二级膨胀腔及如实施例1至实施例3中任意一种双驱双级变螺距螺杆主机，一级膨胀腔的排气端和二级膨胀腔的吸气端水平连通，一级阳转子1和一级阴转子2设置在一级膨胀腔内，二级阳转子3和二级阴转子4设置在二级膨胀内，一级阳转子1位于一级膨胀腔排气端的一端与电机5一侧的输出转轴连接，二级阳转子3位于二级膨胀腔吸气端的一端与电机5另一侧的输出转轴连接，电机5驱动一级阳转子1和二级阳转子3各自转动，一级阳转子1对一级阴转子2啮合传动，二级阳转子3对二级阴转子4啮合传动。
一级阳转子1和一级阴转子2为螺距逐渐增大的变螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为等螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2为等螺距螺杆，二级阳转子3和二级阴转子4为螺距逐渐增大的变螺距螺杆；或者一级阳转子1和一级阴转子2、二级阳转子3和二级阴转子4均为螺距逐渐增大的变螺距螺杆。在壳体上对应一级膨胀腔的吸气端设置吸气口，在壳体上对应二级膨胀腔的排气端设置排气口，一级阳转子1和一级阴转子2的尺寸要小于二级阳转子3和二级阴转子4的尺寸。
以上仅为本发明的具体实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种双驱双级变螺距螺杆主机，包括驱动源、一级转子组和二级转子组，其特征在于，所述的一级转子组和二级转子组均受所述的驱动源的驱动而运转，所述一级转子组包括相互啮合的一级阳转子和一级阴转子，所述二级转子组包括相互啮合的二级阳转子和二级阴转子，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆，所述的二级阳转子和二级阴转子均为等螺距螺杆或变螺距螺杆；或者，所述的一级阳转子和一级阴转子均为等螺距螺杆，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆。
2.根据权利要求1所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆且均由多段螺距不同的螺杆首尾相接构成。
3.根据权利要求1所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，所述的一级阳转子和一级阴转子均为变螺距螺杆且均由螺距逐渐变化的螺杆构成。
4.根据权利要求1所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆且均由多段螺距不同的螺杆首尾相接构成。
5.根据权利要求1所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，所述的二级阳转子和二级阴转子均为变螺距螺杆且均由螺距逐渐变化的螺杆构成。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，一级阳转子和二级阳转子各自的一端分别与所述的驱动源连接，所述的驱动源驱动一级阳转子和二级阳转子各自转动，一级阳转子对一级阴转子啮合传动，二级阳转子对二级阴转子啮合传动。
7.根据权利要求6所述的双驱双级变螺距螺杆主机，其特征在于，所述的驱动源是电机，所述的电机上设置有两根输出转轴，两根输出转轴分别与一级阳转子和二级阳转子各自的一端连接，一级转子组和二级转子组水平串联。
8.一种空压机，其特征在于，包括吸气口、排气口和如根据权利要求6或7所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要大于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
9.一种真空泵，其特征在于，包括吸气口、排气口和如根据权利要求6或7所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要大于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
10.一种膨胀机，其特征在于，包括吸气口、排气口和如根据权利要求6或7所述的双驱双级变螺距螺杆主机，所述的吸气口设置在一级转子组的吸气端，一级转子组的排气端与二级转子组的吸气端连通，所述的排气口设置在二级转子组的排气端，一级阳转子和一级阴转子的尺寸要小于二级阳转子和二级阴转子的尺寸。
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