CN116624389B - 一种螺杆转子及螺杆空压机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了螺杆空压机领域的一种螺杆转子及螺杆空压机，通过开设在螺纹凸起内侧的螺旋腔以及与内旋腔连通且设置在螺杆本体的轴线上的轴心腔，方便将导热油注入到螺旋腔和轴心腔内，将压缩油气传递到螺杆本体表面内侧的热量快速带离并将热量注入到轴心腔内，降低螺杆本体内外部的温差，减小螺杆本体的变形，保证冷却效果；通过提供包括上述螺杆转子的螺杆空压机以及设置在螺杆一侧随动式导热油循环机构，通过将为抽油活塞筒的活塞提供动力的偏心槽盘安装在螺杆转子上，使得导热油的循环速度与螺杆转子的转动速度匹配，适应不同转速下的冷却需求。

Description

一种螺杆转子及螺杆空压机

技术领域

本发明涉及螺杆空压机领域，特别涉及一种螺杆转子及螺杆空压机。

背景技术

螺杆空压机采用预成套配置螺杆式空气压缩机只需单一的电源连接及压缩空气连接，并内置冷却系统，其通过电机驱动转子，主、从转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间大，外界的空气充满其中，当转子的进气侧端面转离了壳之进气口时，在齿沟间的空气被封闭在主、从转子与机壳之间，完成吸气过程；在输送过程中，容积不断减少，气体不断被压缩，压力提高，温度升高，当转子之封闭齿峰旋转到与机壳排气口相遇时，被压缩的空气开始排放，直到齿峰与齿沟的吻合面移至排气端面，此时齿沟空间为零，即完成排气过程。

传统的螺杆空压机工作时，气体在压缩过程中温度会升高，转子与机壳的温度也相应升高，所以在吸气过程中，气体会受到转子和机壳的加热而膨胀，因此相应地会减少吸气量，螺杆式空气压缩机的转子中有的采用了油冷却，机壳用水冷却。

但是仅仅通过喷油和压缩气体混合对螺杆外表进行冷却，润滑油无法完全带离传递到螺杆表面内侧的热量，随着螺杆转速的提高，这种混合润滑油的冷却方式冷却效果越来越差，此外，螺杆本身在其径向方向上存在内外温差，容易造成螺杆变形，造成吸气量和排气量的快速下降。

发明内容

本申请的目的在于解决传统的喷油冷却方式无法快速带离传递到螺杆本体内侧的热量，容易造成螺杆内外温差较大的问题；相比现有技术提供一种螺杆转子及螺杆空压机，可以实现将导热油通入设置在螺纹凸起内侧的螺旋腔内并将导热油注入到螺杆本体的轴心腔内，在快速带离螺杆表面内侧的热量同时，使得螺杆内外的温差较小。

本发明公开了一种螺杆转子，包括螺杆本体，螺杆本体包括呈圆柱状的中心筒、与中心筒一体成型且呈螺旋状的固定在中心筒外侧的螺纹凸起以及与中心筒一体成型且安装在中心筒两侧的安装轴；

螺纹凸起内侧开设有与其走向相同的螺旋腔，螺旋腔左侧连通有延伸至安装轴圆周外端面上的进油通道，中心筒内沿其轴线方向设置有轴心腔，螺旋腔右端通过设置在中心筒内的连通通道与轴心腔连通；轴心腔左端连通有延伸至安装轴圆周外端面上的出油通道；

进油通道连通有安装在安装轴上的第一旋转接头，出油通道连通有安装在安装轴上的第二旋转接头，第一旋转接头通过管道连通有导热油循环机构的出口端，第二旋转接头通过管道连通有导热油循环机构的进口端。

优选的，螺旋腔的截面呈三角形。

优选的，第一旋转接头包括套设在安装轴外侧的旋转筒，旋转筒内侧滑动连接有一组与安装轴固定连接的环形凸起，环形凸起设置在进油通道开口处的两侧；第一旋转接头和第二旋转接头的结构相同。

本发明还公开了一种螺杆空压机，包括壳体，壳体内安装有如上所述的螺杆转子；螺杆本体右端连接有驱动电机，螺杆本体左侧安装有导热油循环机构，导热油循环机构为随动式导热油循环机构，随动式导热油循环机构包括与第一旋转接头连通的进油管，进油管连通有抽油活塞筒，抽油活塞筒通过抽油管连通有储油罐，储油罐上端连通有回油管，回油管连通有风冷散热器，风冷散热器连通有出油管，出油管与第二旋转接头连通；抽油活塞筒内嵌套有活塞，活塞延伸至抽油活塞筒上方并固定连接有卡接框，卡接框卡接有套接在安装轴上的偏心槽盘。

进一步的，风冷散热器包括导风罩，导风罩内安装有多组等距分布的散热管，散热管上端连通有上分散筒，上分散筒与出油管连通，散热管下方连通有下分散筒，下分散筒与回油管连通管；散热管右侧设有风扇叶轮，风扇叶轮与安装轴固定连接。

优选的，进油管和抽油管二者与抽油活塞筒连通处均设有单向阀。

优选的，偏心槽盘为两侧端面均开设有偏心圆槽的圆盘状结构，卡接框为上端开口的矩形框状结构，卡接框上端开设有设有一组相对设置的滑动柱，滑动柱滑动嵌套在偏心圆槽内。

优选的，活塞包括嵌套在抽油活塞筒内并与其内壁滑动抵接的活塞盘以及与活塞盘固定连接并延伸至抽油活塞筒上方的活塞杆。

优选的，导热油循环机构安装在螺杆空压机的出风口一侧。

优选的，导风罩外侧套设有安装箱，导风罩为水平设置且两端开口的矩形筒，风扇叶轮安装在导风罩内，导风罩延伸至安装箱左侧端面并开设有防尘出风口，安装箱位于后壁开设有防尘进风口。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明通过开设在螺纹凸起内侧的螺旋腔以及与内旋腔连通且设置在螺杆本体的轴线上的轴心腔，方便将导热油注入到螺旋腔和轴心腔内，将压缩油气传递到螺杆本体表面内侧的热量快速带离并将热量注入到轴心腔内，降低螺杆本体内外部的温差，减小螺杆本体的变形，保证冷却效果，进而保证吸气和排气效率。

(2)本发明通过设有横截面呈三角形的螺旋腔，在导热油在螺杆本体表面的内侧进行循环的流动保证冷却效果的同时，保证螺纹凸起的强度，在进行螺杆相互咬合以及与壳体内壁相互咬合时，保证螺杆的强度。

(3)本发明通过第一旋转接头和第二旋转接头，在保证螺杆本体正常转动的条件下，实现导热油在螺杆本体内的循环注入和排出。

(4)本发明通过提供包括上述螺杆转子的螺杆空压机以及设置在螺杆一侧随动式导热油循环机构，通过将为抽油活塞筒的活塞提供动力的偏心槽盘安装在螺杆转子上，使得导热油的循环速度与螺杆转子的转动速度匹配，适应不同转速下的冷却需求，无需复杂控制机构，进行随动式的转速匹配，保证对螺杆转子的冷却效果。

(5)本发明通过设有包括与螺杆转子固定连接的风扇叶轮以及供导热油散热的散热管，随着螺杆转子的转速提高而提高转速的风扇叶轮，加速气流通过散热管，随着螺杆转子转速提升而加强导热风冷散热效率，满足导热油在不同转速下的冷却需求。

附图说明

图1为本发明的螺杆本体的立体结构示意图；

图2为本发明中螺杆本体的剖视结构示意图；

图3为本发明中随动式导热油循环机构的立体结构示意图；

图4为本发明中安装箱的后侧视角的立体结构示意图；

图5为本发明中随动式导热油循环机构的剖视结构示意图；

图6为图5中A处的放大结构示意图；

图7为本发明中管道连通的结构示意图；

图8为本发明中偏心槽盘和卡接框的装配结构示意图；

图9为本发明中风冷散热器的立体结构示意图；

图10为本发明中散热管的立体结构示意图。

图中标号说明：1、螺杆本体；101、中心筒；1011、轴心腔；102、螺纹凸起；1021、螺旋腔；103、安装轴；104、进油通道；105、连通通道；106、出油通道；2、第一旋转接头；201、旋转筒；202、环形凸起；3、第二旋转接头；4、进油管；5、活塞筒；6、抽油管；7、储油罐；8、出油管；9、风冷散热器；10、上分散筒；11、散热管；12、下分散筒；13、回油管；14、风扇叶轮；15、活塞；16、卡接框；17、偏心槽盘；18、安装箱；19、防尘出风口；20、防尘进风口。

具体实施方式

实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种螺杆转子，请参阅图1、图2和图6，包括螺杆本体1；螺杆本体1包括呈圆柱状的中心筒101、与中心筒101一体成型且呈螺旋状的固定在中心筒101外侧的螺纹凸起102以及与中心筒101一体成型且安装在中心筒101两侧的安装轴103；

螺纹凸起102内侧开设有与其走向相同的螺旋腔1021，螺旋腔1021左侧连通有延伸至安装轴103圆周外端面上的进油通道104，中心筒101内沿其轴线方向设置有轴心腔1011，螺旋腔1021右端通过设置在中心筒101内的连通通道105与轴心腔1011连通；轴心腔1011左端连通有延伸至安装轴103圆周外端面上的出油通道106；

进油通道104连通有安装在安装轴103上的第一旋转接头2，出油通道106连通有安装在安装轴103上的第二旋转接头3，第一旋转接头2通过管道连通有导热油循环机构的出口端，第二旋转接头3通过管道连通有导热油循环机构的进口端。

具体的，在螺杆空压机启动时，电机带动螺杆本体1转动，导热油循环机构将冷却后的导热油通过第一旋转接头2注入到进油通道104内，导热油通过进油通道104注入到螺纹凸起102的螺旋腔1021内，然后通过连通通道105注入到轴心腔1011内，最后轴心腔1011内的导热油通过出油通道106和第二旋转接头3回流导热油循环机构。

相比现有技术中通过将润滑油喷入到挤压腔和将冷水注入壳体的方式进行冷却，本申请在现有技术的基础上，通过将导热油注入到螺杆本体1的螺纹凸起102的内侧的螺旋腔1021内，将混合气体传递给螺杆本体1表面的热量快速吸收，进一步减小螺杆本体1因为热量导致膨胀，并将热量注入到螺杆本体1的轴线位置的轴心腔1011内，使得螺杆本体1中心处和外侧的温差较小，减少螺杆本体1因为内外温度差造成的变形量，进而提高对螺杆本体1的冷却效果，保证吸气量和出气量。

请参阅图2，在本实施例中，螺旋腔1021的截面呈三角形。

具体的，使得螺杆本体1的螺纹凸起102在相互咬合以及与壳体进行咬合时受力均匀，减少因为开设螺旋腔1021对螺纹凸起102强度的影响。

请参阅图6，在本实施例中，第一旋转接头2包括套设在安装轴103外侧的旋转筒201，旋转筒201内侧滑动连接有一组与安装轴103固定连接的环形凸起202，环形凸起202设置在进油通道104开口处的两侧；第一旋转接头2和第二旋转接头3的结构相同。

具体的，通过设有第一旋转接头2和第二旋转接头3在不影响螺杆本体1的转动的情况下实现导热油的注入和排出。

本发明还提供了一种螺杆空压机，请参阅图3-10，包括壳体，壳体内安装有如上的螺杆转子；螺杆本体1右端连接有驱动电机，螺杆本体1左侧安装有导热油循环机构，导热油循环机构为随动式导热油循环机构，随动式导热油循环机构包括与第一旋转接头2连通的进油管4，进油管4连通有抽油活塞筒5，抽油活塞筒5通过抽油管6连通有储油罐7，储油罐7上端连通有回油管13，回油管13连通有风冷散热器9，风冷散热器9连通有出油管8，出油管8与第二旋转接头3连通；

抽油活塞筒5内嵌套有活塞15，活塞15延伸至抽油活塞筒5上方并固定连接有卡接框16，卡接框16卡接有套接在安装轴103上的偏心槽盘17。

具体的，当驱动电机带动螺杆本体1转动时，安装轴103带动偏心槽盘17转动，偏心槽盘17通过卡接框16带动活塞15在抽油活塞筒5内上下移动，使得抽油活塞筒5将储油罐7内的导热油注入到第一旋转接头2内，然后导热油进入到进油通道104内，经过螺旋腔1021、连通通道105、轴心腔1011和出油通道106后注入到第二旋转接头3，然后通过风冷散热器9进行散热后回流储油罐7，实现导热油的循环，由于偏心槽盘17套接固定在安装轴103上，在驱动电机和螺杆本体1转速提高后，带动活塞15在抽油活塞筒5内的移动频率提高，进而加速导热油的循环速度，实现与螺杆本体1转速匹配的导热油循环散热。

请参阅图5，在本实施例中，进油管4和抽油管6二者与抽油活塞筒5连通处均设有单向阀。

具体的，保证导热油的单向流动。

请参阅图5、图7和图8，在本实施例中，偏心槽盘17为两侧端面均开设有偏心圆槽的圆盘状结构，偏心槽盘17中心处设有供安装轴103贯穿的安装孔，偏心槽盘17通过螺栓固定的方式与安装轴103固定连接。

在本实施例中，卡接框16为上端开口的矩形框状结构，卡接框16上端开设有设有一组相对设置的滑动柱，滑动柱滑动嵌套在偏心圆槽内。

在本实施例中，活塞15包括嵌套在抽油活塞筒5内并与其内壁滑动抵接的活塞盘以及与活塞盘固定连接并延伸至抽油活塞筒5上方的活塞杆。

具体的，当偏心槽盘17转动时，偏心圆槽推动滑动柱上下移动，进而带动卡接框16上下移动，卡接框16通过活塞杆带动活塞盘在抽油活塞筒5内上下移动，实现导热油抽取和排出。

在本实施例中，导热油循环机构安装在螺杆空压机的出风口一侧。

具体的，使得导热油与压缩的热空气形成对流，提高热传导效率，提高对螺杆本体1的冷却效果。

实施例2：

请参阅图5和图7，本实施例与实施例1的区别在于：风冷散热器9包括导风罩，导风罩内安装有多组等距分布的散热管11，散热管11上端连通有上分散筒10，上分散筒10与出油管8连通，散热管11下方连通有下分散筒12，下分散筒12与回油管13连通管；散热管11右侧设有风扇叶轮14，风扇叶轮14与安装轴103固定连接。

具体的，在驱动电机带动螺杆本体1转动时，安装轴103带动风扇叶轮14转动，风扇叶轮14对散热管11进行风冷喷吹，实现快速散热，风扇叶轮14的转速随着螺杆本体1的转速同步提升，在螺杆本体1高速转动进行压缩空气时，产生热量增多时，风扇叶轮14同样提高转速，使得通过散热管11的风量增大，提高散热速度，保证参与循环的导热油快速散热，保证循环冷却效果。

请参阅图3-5，在本实施例中，导风罩外侧套设有安装箱18，导风罩为水平设置且两端开口的矩形筒，风扇叶轮14安装在导风罩内，导风罩延伸至安装箱18左侧端面并开设有防尘出风口19，安装箱18位于后壁开设有防尘进风口20。

具体的，方便气流对对散热管11进行集中喷吹。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。

Claims (6)

1.一种螺杆空压机，包括壳体，其特征在于，所述壳体内安装有螺杆转子；所述螺杆转子包括螺杆本体（1），所述螺杆本体（1）包括呈圆柱状的中心筒（101）、与中心筒（101）一体成型且呈螺旋状的固定在中心筒（101）外侧的螺纹凸起（102）以及与中心筒（101）一体成型且安装在中心筒（101）两侧的安装轴（103）；

所述螺纹凸起（102）内侧开设有与其走向相同的螺旋腔（1021），所述螺旋腔（1021）的截面呈三角形，螺旋腔（1021）左侧连通有延伸至安装轴（103）圆周外端面上的进油通道（104），中心筒（101）内沿其轴线方向设置有轴心腔（1011），螺旋腔（1021）右端通过设置在中心筒（101）内的连通通道（105）与轴心腔（1011）连通；所述轴心腔（1011）左端连通有延伸至安装轴（103）圆周外端面上的出油通道（106）；

所述进油通道（104）连通有安装在安装轴（103）上的第一旋转接头（2），出油通道（106）连通有安装在安装轴（103）上的第二旋转接头（3），第一旋转接头（2）通过管道连通有导热油循环机构的出口端，第二旋转接头（3）通过管道连通有导热油循环机构的进口端；所述第一旋转接头（2）包括套设在安装轴（103）外侧的旋转筒（201），旋转筒（201）内侧滑动连接有一组与安装轴（103）固定连接的环形凸起（202），环形凸起（202）设置在进油通道（104）开口处的两侧；所述第一旋转接头（2）和第二旋转接头（3）的结构相同；

所述螺杆本体（1）右端连接有驱动电机，螺杆本体（1）左侧安装有导热油循环机构，导热油循环机构为随动式导热油循环机构，随动式导热油循环机构包括与第一旋转接头（2）连通的进油管（4），进油管（4）连通有抽油活塞筒（5），抽油活塞筒（5）通过抽油管（6）连通有储油罐（7），储油罐（7）上端连通有回油管（13），回油管（13）连通有风冷散热器（9），风冷散热器（9）连通有出油管（8），出油管（8）与第二旋转接头（3）连通；所述抽油活塞筒（5）内嵌套有活塞（15），活塞（15）延伸至抽油活塞筒（5）上方并固定连接有卡接框（16），卡接框（16）卡接有套接在安装轴（103）上的偏心槽盘（17），所述偏心槽盘（17）为两侧端面均开设有偏心圆槽的圆盘状结构，所述卡接框（16）为上端开口的矩形框状结构，卡接框（16）上端开设有一组相对设置的滑动柱，滑动柱滑动嵌套在偏心圆槽内。

2.根据权利要求1所述的一种螺杆空压机，其特征在于，所述风冷散热器（9）包括导风罩，导风罩内安装有多组等距分布的散热管（11），散热管（11）上端连通有上分散筒（10），上分散筒（10）与出油管（8）连通，散热管（11）下方连通有下分散筒（12），下分散筒（12）与回油管（13）连通；所述散热管（11）右侧设有风扇叶轮（14），风扇叶轮（14）与安装轴（103）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种螺杆空压机，其特征在于，所述进油管（4）和抽油管（6）二者与抽油活塞筒（5）连通处均设有单向阀。

4.根据权利要求1所述的一种螺杆空压机，其特征在于，所述活塞（15）包括嵌套在抽油活塞筒（5）内并与其内壁滑动抵接的活塞盘以及与活塞盘固定连接并延伸至抽油活塞筒（5）上方的活塞杆。

5.根据权利要求1所述的一种螺杆空压机，其特征在于，所述导热油循环机构安装在螺杆空压机的出风口一侧。

6.根据权利要求2所述的一种螺杆空压机，其特征在于，所述导风罩外侧套设有安装箱（18），导风罩为水平设置且两端开口的矩形筒，风扇叶轮（14）安装在导风罩内，导风罩延伸至安装箱（18）左侧端面并开设有防尘出风口（19），安装箱（18）位于后壁开设有防尘进风口（20）。