CN115997075A - 压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种压缩机(10)，包括公转子组件(12)，所述公转子组件(12)包含一细长螺旋状公转子(14)，其具有穿过其中的一轴向圆柱形空腔(16)，一固定轴(18)，与所述公转子(14)轴向对齐并且穿过所述空腔(16)，一外壳(20)，用于在其中容纳所述公转子(14)及其相关的固定轴(18)，其中所述轴(18)固定在所述外壳(20)内，以及一轴承装置(22)，安装在所述公转子(14)的所述空腔(16)内，用于在所述公转子(14)绕所述固定轴(18)旋转时承受所述转子(14)和所述轴(18)之间的摩擦。
Description
技术领域
本发明是有关于一种螺杆式压缩机。
发明内容
根据本发明提供一种压缩机，所述压缩机包括：
一公转子组件，包含：
一长形螺旋状的公转子，具有穿过其中的一轴向圆柱形的空腔；
一固定轴，与所述公转子轴向对齐，并且穿过所述空腔；
一外壳，用于容纳所述公转子及其相关的固定轴，其中所述轴固定在所述外壳内，以防止相对于所述外壳旋转；
一轴承装置，安装在所述公转子的所述空腔内，用于在所述公转子绕所述固定轴旋转时承受所述转子和所述轴之间的摩擦；
一母转子组件，包含：
一长形螺旋形的母转子，与所述公转子对齐，且具有穿过其中的一轴向圆柱形的空腔，；
一固定轴，与所述母转子轴向对齐，并且穿过所述空腔；
其中所述外壳还在其中容纳所述母转子及其相关的固定轴，其中所述轴固定在所述外壳内，以防止相对于所述外壳旋转；
一轴承装置，安装在所述母转子的所述空腔内，用于在所述母转子绕所述固定轴旋转时承受所述转子和所述轴之间的摩擦；
其中互补的螺旋结构在公结构和母结构之间限定所述空腔，当所述转子被驱动时，所述空腔捕获、驱动和压缩流体物质向前。
所述转子可由任何合适的材料制造，包括复合合金、钛、钼等，优选为低碳钢。应当理解的是，可以使用任何合适的制造工艺来制造转子，优选为转子是铸造的和/或机加工的。公转子或母转子的一端可配置为允许驱动装置安装在转子上。驱动装置可以是任何合适的驱动装置的形式，而且可以是带传动、链传动或马达的形式，优选为马达。应当理解的是，驱动装置直接安装在转子上而且没有传输损失。
所述固定轴可由任何合适的材料制成，优选为低碳钢。
所述外壳可以由任何合适的材料制成，优选为钢。所述外壳可以包括用于将所述轴固定到所述外壳的一固定装置。所述固定装置可配置为成将公轴或母轴的至少一端固定到所述外壳，使得其相对的自由端可允许相应的转子的一端被所述驱动装置接收。所述固定装置可以是任何合适的固定装置的形式，优选地是锁紧螺母的形式。所述锁紧螺母可配置为允许所述轴的轴向调节。应当理解的是，可以使用任何合适的制造工艺来制造所述外壳，优选地，所述外壳是铸造的和/或机加工的。所述外壳可在其一端限定一开口，以在其中接收所述转子和所述轴。所述外壳可在与其开口端相对的一端限定一孔，以允许公转子或母转子和所述轴的一端的至少一部分从中突出，使得所述驱动装置可安装在其上并且可被所述驱动装置接收。所述外壳还可以包括一盖体，用于在所述转子和所述轴被外壳的一端限定的开口接收时覆盖所述转子和所述轴。可以进一步提供一紧固装置，例如螺栓，用于将所述盖体固定到所述外壳。所述盖体可以限定穿过其中的孔，以允许将被固定到所述外壳的轴的一端穿过其中突出。所述固定装置可以将轴的突出穿过所述盖体的一端固定到所述盖体。应当理解的是，可以拧紧和松开所述固定装置以进行轴向调整，以调整公构造及母构造之间的界面间隙，最高可达20微米，这根据转子的直径和长度而变化，并且允许调整所述转子在所述外壳中的定位。应当理解的是，所述轴的相对端可以使用间隔件与所述外壳隔开。
所述轴承装置可包括任何合适的轴承，例如标准轴承、滑动轴承等，优选为径向轴承和轴向推力轴承。所述轴向推力轴承可位于转子腔的中间部分，以防止转子因吸力而轴向移动。所述径向轴承可位于转子腔的二端，用于在其一端支撑所述轴。所述径向轴承也可以位于所述转子腔内的一部分，所述转子的外部在所述部分安置在所述外壳中。所述轴承装置可以在转子的空腔沿轴向间隔开，用于承受所述转子和所述轴之间沿其轴线的摩擦。应当理解的是，所述轴承装置的内部固定到所述固定轴，以防止其相对于轴旋转，而轴承装置的外部允许其相对于轴自由旋转。
多个间隔件可以安装在所述轴承装置之间的固定轴上。所述间隔件可由任何合适的材料制成，包括钢、硬化复合材料或金属复合材料，优选为钢。所述间隔件可包括彼此同轴对准的多个内部间隔件构件和多个外部间隔件构件。应当理解的是，所述内部间隔件构件被热压到固定轴上以防止其绕轴旋转，而且支撑和加强所述轴和所述转子组件，以减少弯曲并增加对剪切力的抵抗力。应当理解的是，所述轴承装置的一端和所述间隔件的一端在其间相互邻接和支承，以支撑和加强固定所述轴和所述转子组件。
一润滑系统可以与所述轴承装置流体流动连通。所述润滑系统可包括润滑剂和由轴限定的润滑通道，所述润滑通道与所述轴承装置流体流动连通，以用于将所述润滑剂引向所述轴承装置以对其进行润滑。所述润滑剂可以是任何合适的润滑剂形式，并且可以选自包括油脂、ISO67级润滑剂等的群组。所述润滑通道可由轴的二端限定。所述通道可以与所述轴承装置流体流动连通。所述轴的一端的润滑通道可以是允许润滑剂流入所述转子腔以润滑轴承装置的入口通道。在所述轴的相对端的通道可以是允许润滑剂从所述转子腔中移除的出口通道。
多个密封件可安装在所述转子腔内，以用于密封其中的所述轴承装置和所述间隔件。所述密封件可以是任何合适的常规密封件的形式。所述密封件的内部可固定到轴以防止其绕轴旋转。所述密封件的外部可相对于密封件的内部旋转，以允许转子腔在转子围绕轴旋转时保持密封。应当理解的是，所述密封件防止润滑剂从转子腔泄漏。应当理解的是，所述密封件将所述润滑剂密封在转子的空腔内，使得润滑剂不会接触和污染被压缩的物质，优选为空气。应当理解的是，所述密封件还防止润滑压缩机的压缩室中的转子的润滑剂，优选为水，泄漏到转子腔中。
一耦合装置可安装在从所述外壳突出的公转子或母转子的一端上，其尺寸、形状和配置可被设计成用于在其中接收所述轴的一端，用于将所述驱动装置直接耦合至所述转子。
应当理解的是，所述转子组件及其元件的表面可以镀有镍组合物、钼、聚四氟乙烯或类似合金，以保护表面免受水引起的腐蚀或被磨蚀性外来材料的磨损。应当理解的是，可以使用任何合适的电镀工艺，优选是无电镀工艺。
附图说明
现在将参照附图通过以下非限制性示例来描述根据本发明的压缩机。
在附图中：
图1是压缩机的剖视图。
图2是公转子的剖视图。
图3是母转子的剖视图。
具体实施方式
现在参考附图，附图标记10通常指压缩机，所述压缩机10包括一公转子组件12，所述公转子组件12包括具有穿过其中的一轴向圆柱形的空腔16的一长形螺旋状公转子14、与所述公转子14轴向对齐并穿过所述空腔16的一固定轴18、用于容纳所述公转子14及其相关的固定轴18的一外壳20。其中，所述轴18固定在所述外壳20内，以防止相对于所述外体20转动，轴承装置22安装在所述公转子14的空腔16内，用于在所述公转子14绕所述固定轴18旋转时承受所述转子14和所述轴18之间的摩擦。所述压缩机10还包括一母转子组件24，所述母转子组件24包括具有穿过其中的轴向圆柱形的空腔28且与所述公转子14对齐的一长形螺旋状母转子26、与所述母转子26轴向对齐并穿过所述空腔28的一固定轴30，其中所述外壳20还在其中容纳所述母转子26及其相关联的固定轴30。其中所述轴30固定在所述外壳20内，以防止相对于所述外壳20旋转，轴承装置22安装在所述母转子26的空腔28内，用于在所述转子26绕所述固定轴30旋转时，承受所述转子26和所述轴30之间的摩擦，驱动装置32用于驱动所述公转子14或所述母转子26，其中，互补的螺旋结构34a、34b在公(凸形)结构34a和(凹形)结构34b之间限定空腔，当所述转子14、26被驱动时，空腔捕获、驱动和压缩流体物质(未绘示)向前。
所述转子14、26由低碳钢制成。应当理解的是，所述转子14、26是铸造的或机加工的。所述公转子14的一端14a配置为允许所述驱动装置36安装在所述转子14上。所述驱动装置采用电机36的形式。应当理解的是，所述电机36直接安装在所述转子14上且没有传动损失。
所述固定轴18、30由低碳钢制成。
所述外壳20由钢制成。所述外壳20包括一固定装置38，所述一固定装置38用于将所述轴18、30固定到所述外壳20。所述固定装置38配置为将所述公轴18的至少一端18a固定到所述外壳，使得相对的自由端18b可允许相应的转子端14b被所述马达22接收。所述固定装置38是锁紧螺母的形式。锁紧螺母38配置为允许所述轴18、30的轴向调节。应当理解的是，所述外壳20是铸造的或机加工的。所述外壳20在其一端20a限定一开口40，以在其中接收所述转子14、26和所述轴18、30。所述外壳20在与开口端20a相对的一端20b处限定一孔(未绘示)，以允许所述公转子14和所述轴18的一端14b的至少一部分从中突出，使得所述电机22可以安装在其中，并且可以被所述电机22接收。所述外壳20还包括一盖体42，当所述转子14、26和所述轴18、30被所述外壳20的一端20a限定的开口40接收时，所述盖体42用于覆盖所述转子14、26和所述轴18、30。紧固装置，例如螺栓，用于将所述盖体42固定到所述外壳20。所述盖体42限定了穿过其中的孔(未绘示)，以允许要固定到所述外壳20的轴18、30的一端18a，30a穿过其中而突出。锁紧螺母38将所述轴18、30的穿过所述盖体42突出的一端18a，30a固定到所述盖体42。应当理解的是，锁紧螺母42被拧紧和松开，用于轴向调节，以调节公结构34a和阴34b结构之间的界面间隙，高达20微米，根据所述转子14、26的直径和长度而变化，并且允许调整所述转子14、26在所述外壳20中的定位。
所述轴承装置22包括径向轴承22a和轴向推力轴承22b。所述轴向推力轴承22b位于转子腔16，28的中部，用于防止所述转子14、26因吸力而轴向移动。所述径向轴承22a位于所述转子腔16，28的二端，用于在其一端支撑所述轴18、30。所述径向轴承22a1也位于所述转子腔16内的一部分，在所述部分处所述转子14的外部位于所述外壳20中。所述轴承22a、22b、22a1在所述转子14、26的空腔16，28内轴向地间隔开，用于承受所述转子14、26和所述轴18、30之间沿其轴线的摩擦。应当理解的是，所述轴承22a、22b、22a1的内部(未绘示)固定到所述固定轴18、30，以防止相对于所述轴18、30旋转，而所述轴承装置22a、22b、22a1的外部(未绘示)允许相对于轴18、30自由旋转。
多个间隔件44安装在轴承22a、22b、22a1之间的固定轴18、30上。所述间隔件44由钢制成。所述间隔件44包括彼此同轴对准的多个内部间隔件构件44a和多个外部间隔件构件44b。可以理解的是，所述内部间隔件44a被热压到所述固定轴18、30上，以防止绕所述轴18、30旋转，并且支撑和加强所述轴18、30和所述转子组件12，24，以减少弯曲并增加对剪切力的抵抗力。应当理解的是，所述轴承22a、22b、22a1的一端(未绘示)和之间的间隔件44的一端(未绘示)彼此邻接和支承，以支撑所述轴18、30和所述转子组件12、24。
润滑系统(未绘示)与所述轴承22a、22b、22a1流体流动连通。所述润滑系统(未示出)包括一润滑剂(未示出)和由所述轴18、30限定的润滑通道46a、46b，与轴承22a、22b、22a1流体流动连通，以引导润滑剂(未绘示)朝向所述轴承22a、22b、22a1，以进行润滑。所述润滑剂(未绘示)是ISO67级润滑剂的形式。所述润滑通道46a、46b由所轴18、30的二端18a、18b、30a、30b限定。所述通道46a、46b与所述轴承22a、22b、22a1流体流动连通。轴18、30的一端18a、30a处的润滑通道46a是入口通道46a，允许ISO67级润滑剂(未绘示)流入转子腔16，28，以润滑轴承22a、22b、22a1。在所述轴18、30的相对端18b、30b处的通道46b是允许ISO67级润滑剂(未绘示)从所述转子腔16，28去除的出口通道46b。
所述密封件48安装在转子腔16，28内，用于密封其中的轴承22a、22b、22a1和所述间隔件44。所述密封件48是任何合适的常规密封件的形式。所述密封件48的内部48a固定到所述轴18、30，以防止绕所述轴18、30旋转。所述密封件48的外部48b相对于所述密封件48的内部48a旋转，以允许所述转子腔16，28在转子14、26围绕所述轴18、30旋转时保持密封。应当理解的是，所述密封件48防止ISO67级润滑剂(未绘示)从所述转子腔16，28泄漏。应当理解的是，所述密封件48将ISO67级润滑剂(未绘示)密封在转子14、26的腔体16，28内，使得ISO67级润滑剂(未绘示)不会接触和污染空气(未绘示)被压缩。应当理解的是，所述密封件48还防止润滑压缩机的压缩室(未绘示)中的转子14、26的润滑剂(未绘示)，优选为水泄漏到所述转子腔16，28中。
耦合装置50安装在从所述外壳20突出的公转子14的一端14b上，所述外壳20的尺寸、形状和配置用于在其中接收所述轴18的一端18b，以将所述马达22直接耦合到所述转子14。
应当理解的是，所述转子组件12，24的表面镀有镍成分，以保护表面免受水引起的腐蚀或磨蚀性外来材料的磨损。应当理解的是，这是一种无电工艺。
当然，应当理解的是，根据本发明的压缩机10不限于如上文参考附图所描述的精确结构和功能细节，并且可以根据需要进行变化。
尽管这里仅描述了本发明的某些实施例，但是本领域的任何技术人员都将理解本发明的其他修改、变化和可能性是可能的。因此，这样的修改、变化和可能性被认为落入本发明的精神和范围内，并因此形成如本文描述和/或举例说明的本发明的一部分。还应当理解的是，提供实施例是为了进一步说明本发明，并帮助本领域技术人员理解本发明，并不意味着不当地解释为限制本发明的合理范围。
发明人认为，根据本发明的压缩机10的优势在于具有比其他已知转子更高的效率。由于所述转子14、26围绕所述轴18、30旋转的事实，转子组件12，24也比其他已知的转子经历更少的弯曲。另一优点是没有传输损失，因为电机22通过耦合装置50直接安装在转子14上。使用水作为压缩室中转子的润滑剂(未绘示)是有利的，因为允许所述转子组件12、24在较低的工作温度下运行。另一优点是封闭的润滑系统(未绘示)允许旋转元件得到有效润滑，因此不会导致旋转的转子组件12，24的元件磨损。由于所述转子组件12，24吸入的空气受到污染，封闭式润滑系统(未绘示)对水的pH值的增加也不太敏感，因此不需要过滤系统来过滤和降低水的pH值(未绘示)。空心的转子14、26具有较低的转子齿隙，并且还允许所述转子14、26与外壳20和所述盖体42之间存在间隙。安装在空心的转子14、26内的轴承22和间隔件44允许显着减少转子通过为所述轴18、30提供支撑而弯曲。根据本发明的压缩机10还具有比现有无油压缩机长二倍至三倍的预期寿命。
Claims (43)
1.一种压缩机，其特征在于：所述压缩机包括：
一公转子组件，包含：
一长形螺旋状的公转子，具有穿过其中的一轴向圆柱形的空腔；
一固定轴，与所述公转子轴向对齐，并且穿过所述空腔；
一外壳，用于容纳所述公转子及其相关的固定轴，其中所述轴固定在所述外壳内，以防止相对于所述外壳旋转；
一轴承装置，安装在所述公转子的所述空腔内，用于在所述公转子绕所述固定轴旋转时承受所述转子和所述轴之间的摩擦；
一母转子组件，包含：
一长形螺旋形的母转子，与所述公转子对齐，且具有穿过其中的一轴向圆柱形的空腔；
一固定轴，与所述母转子轴向对齐，并且穿过所述空腔；
其中所述外壳还在其中容纳所述母转子及其相关的固定轴，其中所述轴固定在所述外壳内，以防止相对于所述外壳旋转；
一轴承装置，安装在所述母转子的所述空腔内，用于在所述母转子绕所述固定轴旋转时承受所述转子和所述轴之间的摩擦；
一驱动装置，用于驱动所述公转子或所述母转子；及
其中互补的螺旋结构在公结构和母结构之间限定所述空腔，当所述转子被驱动时，所述空腔捕获、驱动和压缩流体物质向前。
2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：所述转子由低碳钢制成。
3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述公转子的端部配置为允许所述驱动装置安装在所述转子上。
4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：所述母转子的端部配置为允许所述驱动装置安装在所述转子上。
5.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述驱动装置为马达的形式。
6.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述固定轴由低碳钢制成。
7.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述外壳是由钢制成。
8.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述外壳包含一固定装置，所述固定装置用于将所述轴固定到所述外壳。
9.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于：所述固定装置配置为将公轴的至少一端固定到所述外壳，使得所述公轴相对的自由端允许相应的转子端被所述驱动装置接收。
10.根据权利要求8所述的压缩机，其特征在于：所述固定装置配置为将母轴的至少一端固定到所述外壳，使得所述公轴相对的自由端允许相应的转子端被所述驱动装置接收。
11.根据权利要求8至10中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述固定装置是锁紧螺母的形式。
12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于：所述锁紧螺母配置为允许所述轴的轴向调节。
13.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述外壳在其一端限定一开口，以在其中接收所述转子和所述轴。
14.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于：所述外壳在与其开口端相对的一端限定一孔，用于允许所述公转子和所述轴的端部的至少一部分从中突出，使得所述驱动装置能够安装在其上而且被所述驱动装置接收。
15.根据权利要求13所述的压缩机，其特征在于：所述外壳在与其开口端相对的一端限定一孔，用于允许所述母转子和所述轴的端部的至少一部分从中突出，使得所述驱动装置能够安装在其上而且被所述驱动装置接收。
16.根据权利要求13至15中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述外壳包含一盖体，在所述转子和所述轴被所述外壳的端部限定的开口接收时，所述盖体用于覆盖所述转子和所述轴。
17.根据权利要求16所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机包括一紧固装置，所述紧固装置用于将所述盖紧固至所述外壳。
18.根据权利要求17所述的压缩机，其特征在于：所述紧固装置为螺栓。
19.根据权利要求16至18中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述盖限定穿过其中的一孔，所述孔用于允许固定到所述外壳的轴的端部从中突出。
20.根据权利要求19所述的压缩机，其特征在于：所述固定装置将所述轴突出穿过所述盖体的端部固定至所述盖体。
21.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述轴承装置包含径向轴承和轴向推力轴承。
22.根据权利要求21所述的压缩机，其特征在于：所述轴向推力轴承位于转子腔的中部，用于防止所述转子因吸力而发生轴向位移。
23.根据权利要求21所述的压缩机，其特征在于：所述径向轴承位于转子腔的二端，用于支撑二端的轴。
24.根据权利要求21至23中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述径向轴承位于转子腔的一部分，所述转子的外部在所述外壳中。
25.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：所述轴承装置在所述转子的腔内轴向间隔开，用于承受所述转子和所述轴之间沿其轴线的摩擦。
26.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：多个间隔件安装在所述固定轴上的轴承装置之间。
27.根据权利要求26所述的压缩机，其特征在于：所述间隔件由钢制成。
28.根据权利要求26或27所述的压缩机，其特征在于：所述间隔件包含多个内部间隔件构件和外部间隔件构件，所述内部间隔件构件和所述间隔件构件彼此同轴对齐。
29.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：一润滑系统与所述轴承装置流体流动连通。
30.根据权利要求29所述的压缩机，其特征在于：所述润滑系统包括一润滑剂以及由所述轴限定的一润滑通道，所述润滑通道与所述轴承装置流体流动连通，以将所述润滑剂引向所述轴承装置进行润滑。
31.根据权利要求30所述的压缩机，其特征在于：所述润滑剂为ISO67级润滑剂。
32.根据权利要求30或31所述的压缩机，其特征在于：所述润滑通道由所述轴的二端限定。
33.根据权利要求32所述的压缩机，其特征在于：通道与所述轴承装置流体流动连通。
34.根据权利要求32或33所述的压缩机，其特征在于：在所述轴的一端的润滑通道为一入口通道，所述入口通道允许所述润滑剂流入所述转子腔，以润滑所述轴承装置。
35.根据权利要求34所述的压缩机，其特征在于：在轴的相对端的通道是一出口通道，允许所述润滑剂从所述转子腔中移除。
36.根据权利要求26至35中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：多个密封件安装在所述转子腔内，以用于密封其中的所述轴承装置和所述间隔件。
37.根据权利要求36所述的压缩机，其特征在于：所述密封件的内部被固定到所述轴，以防止绕轴旋转。
38.根据权利要求37所述的压缩机，其特征在于：所述密封件的外部能够相对于所述密封件的内部旋转，以允许所述转子腔在转子围绕轴旋转时保持密封。
39.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：耦合装置安装在从所述外壳突出的公转子的一端部上，所述耦合装置的尺寸、形状和配置用于在其中接收所述轴的端部，以将所述驱动装置直接耦合到所述转子。
40.根据前述权利要求中任一项或多项所述的压缩机，其特征在于：耦合装置安装在从所述外壳突出的母转子的一端部上，所述耦合装置的尺寸、形状和配置用于在其中接收所述轴的端部，以将所述驱动装置直接耦合到所述转子。
41.根据本发明的一种压缩机，基本上如上文所描述或例示。
42.一种压缩机，参照任何一附图具体描述的或如附图中所示。
43.一种压缩器，包括基本上如本文所述的任何新的或发明的整体或整体的组合。
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