CN117249089A - 一种螺杆压缩机轴向力调节装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种螺杆压缩机轴向力调节装置，用于螺杆压缩机阳转子轴向力的调节，螺杆压缩机轴向力调节装置包括第一磁体和调节活塞。第一磁体设置于螺杆压缩机的阳转子的一端部。调节活塞包括活塞缸体、弹性件、活塞体、活塞压力入口和活塞压力出口。活塞缸体包括容纳腔，活塞压力入口和活塞压力出口相对设置于活塞缸体上，弹性件和活塞体依次设置于活塞缸体的容纳腔内，活塞体包括第二磁体。阳转子靠近活塞压力出口的位置设置。本申请通过第一磁体和活塞体的磁性斥力平衡阳转子受到的轴向力，调节活塞不与阳转子直接接触，结构简单，减小加工密封难度，通过活塞方式调节磁性斥力，调节稳定不突变。
Description
技术领域
本申请涉及螺杆设备技术领域，尤其涉及一种螺杆压缩机轴向力调节装置。
背景技术
螺杆压缩机是常用的制冷设备，在螺杆压缩机中通常将具有凸齿的转子称为阳转子，具有凹齿的转子称为阴转子，阳转子与发动机连接，由阳转子带动阴转子转动。阳转子在高速旋转过程中沿其轴线方向会产生很大的轴向力，轴向力的方向是由螺杆压缩机的排气端指向吸气端，轴向力严重影响与阳转子接触的角轴承的使用寿命。目前一般采用在阳转子上设置平衡活塞，以平衡阳转子的轴向力。但是在实际工况中，现有技术中的平衡活塞由于需要与阳转子接触，导致平衡活塞结构复杂，不易密封，设计难度大，还有可能发生平衡调节过度，出现反向轴向力的问题。
发明内容
为解决目前螺杆压缩机中平衡活塞需要与阳转子接触，结构复杂、不易密封、设计难度大、可能发生平衡调节过度的问题，提出了一种螺杆压缩机轴向力调节装置。
本申请提供了一种螺杆压缩机轴向力调节装置，所述螺杆压缩机轴向力调节装置包括第一磁体和调节活塞；
所述第一磁体设置于螺杆压缩机的阳转子的一端部；
所述调节活塞包括活塞缸体、弹性件、活塞体、活塞压力入口和活塞压力出口；所述活塞缸体包括容纳腔，所述活塞压力入口和所述活塞压力出口相对设置于所述活塞缸体上，所述弹性件和所述活塞体依次设置于所述活塞缸体的所述容纳腔内，所述活塞体包括第二磁体；所述阳转子靠近所述活塞压力出口的位置设置。
其中，所述活塞压力入口远离所述阳转子设置，所述活塞体位于所述活塞压力入口和所述活塞压力出口之间，所述弹性件位于所述活塞体和所述活塞压力出口之间。
其中，所述活塞压力入口远离所述阳转子设置，所述活塞体位于所述活塞压力入口和所述活塞压力出口之间，所述弹性件位于所述活塞压力入口和所述活塞体之间。
其中，所述活塞缸体还包括活塞端盖和缸体本体，所述活塞端盖和所述缸体本体合围构成所述容纳腔；
所述活塞压力出口设置于所述活塞端盖上，或者，所述活塞压力入口设置于所述活塞端盖上。
其中，当所述活塞压力出口设置于所述活塞端盖上时，所述弹性件为软弹簧，所述软弹簧的材质包括合金钢、铜、铝中的一种。
其中，当所述活塞压力入口设置于所述活塞端盖上时，所述弹性件为硬弹簧，所述硬弹簧的材质包括高强度钢、不锈钢中的一种。
其中，所述活塞端盖和所述缸体本体可拆卸连接，所述调节活塞还包括连接螺栓，通过所述连接螺栓将所述活塞端盖和所述缸体本体螺接。
其中，所述第一磁体为环形结构，在所述阳转子的一端部加工出磁体安装环槽，所述磁体安装环槽用于容置所述第一磁体，所述活塞缸体、所述弹性件和所述活塞体也设置为环形结构。
其中，所述活塞压力入口为高压空气输入端口，所述活塞压力出口为低压空气输出端口。
其中，所述活塞体的外径尺寸与所述阳转子受到的轴向力正相关。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请在阳转子端部设置第一磁体，在调节活塞内设置第二磁体的活塞体，通过磁性斥力平衡阳转子受到的轴向力，调节活塞不与阳转子直接接触，结构简单，减小加工密封难度，通过活塞方式调节磁性斥力，调节稳定不突变。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的螺杆压缩机轴向力调节装置的示意图。
图2是一实施例示出的螺杆压缩机轴向力调节装置的受力示意图。
图3是另一实施例示出的螺杆压缩机轴向力调节装置的示意图。
图4是另一实施例示出的螺杆压缩机轴向力调节装置的受力示意图。
图中，1、阳转子；2、第一磁体；3、调节活塞；31、活塞缸体；32、弹性件；33、活塞体；34、活塞压力入口；35、活塞压力出口；36、连接螺栓；311、活塞端盖；312、缸体本体。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请提供了一种螺杆压缩机轴向力调节装置，用于螺杆压缩机阳转子轴向力的调节，螺杆压缩机轴向力调节装置包括第一磁体和调节活塞。第一磁体设置于螺杆压缩机的阳转子的一端部。调节活塞包括活塞缸体、弹性件、活塞体、活塞压力入口和活塞压力出口。活塞缸体包括容纳腔，活塞压力入口和活塞压力出口相对设置于活塞缸体上，弹性件和活塞体依次设置于活塞缸体的容纳腔内，活塞体包括第二磁体。阳转子靠近活塞压力出口的位置设置。本申请通过第一磁体和活塞体的磁性斥力平衡阳转子受到的轴向力，调节活塞不与阳转子直接接触，结构简单，减小加工密封难度，通过活塞方式调节磁性斥力，调节稳定不突变。
根据一个示例性实施例，如图1所示，本申请提供了一种螺杆压缩机轴向力调节装置，包括第一磁体2和调节活塞3。
如图1所示，第一磁体2设置于螺杆压缩机的阳转子1的一端部，第一磁体2为永磁体。调节活塞3包括活塞缸体31、弹性件32、活塞体33、活塞压力入口34、活塞压力出口35和连接螺栓36。
活塞缸体31包括活塞端盖311和缸体本体312，活塞端盖311和缸体本体312合围构成容纳腔，弹性件32和活塞体33依次设置于容纳腔内。活塞端盖311和缸体本体312为可拆卸连接，连接方式包括铰接、粘接、卡接、螺接中的一种，可拆卸连接的活塞端盖311和缸体本体312可以快速打开容纳腔，便于对其中的弹性件32和活塞体33进行调节和更换。
在本实施例中，活塞端盖311和缸体本体312为螺接，通过连接螺栓36将活塞端盖311和缸体本体312螺接，设置连接螺栓36便于活塞端盖311和缸体本体312的快速拆卸。
活塞压力入口34和活塞压力出口35相对设置于活塞缸体31上，阳转子1靠近活塞压力出口35的位置设置。在本实施例中，活塞压力入口34远离阳转子1设置，活塞体33位于活塞压力入口34和活塞压力出口35之间，弹性件32位于活塞体33和活塞压力出口35之间。活塞体33包括第二磁体，第二磁体也为永磁体，且第一磁体2和第二磁体磁性相反。通过上述设置，使第一磁体2受到的磁性斥力平衡阳转子1的轴向力，避免了现有技术中的调节活塞与阳转子直接接触安装结构复杂的问题，使调节活塞更容易密封。
其中，活塞压力入口34设置于缸体本体312上，活塞压力入口34为高压空气输入端口，活塞压力出口35设置于活塞端盖311上，活塞压力出口35为低压空气输出端口，高压空气从活塞压力入口34对活塞体33产生向阳转子1移动的推力，同时活塞体33受到第一磁体2的磁性斥力和弹性件32的抵接力以保持自身力的平衡。活塞体33在容纳腔内的行程长，位置移动明显，可以随着活塞压力出口35的压力变化调节活塞体33的行程，改变活塞体33的受力情况，进而准确的调节平衡阳转子1的轴向力。
在本实施例中，弹性件32用于抵接活塞体33，使活塞体33在缸体本体312内不随意移动并且对活塞体33的移动进行缓冲。弹性件32为软弹簧，软弹簧的材质选用合金钢、铜、铝中的一种，上述材质制成的软弹簧弹性曲线相对平缓，可以在较微小的压缩或扭转作用下产生较大的变形，有很好的缓冲作用。
图2对阳转子1和活塞体33的受力情况进行了简要示意。阳转子1的受力为图中向左的轴向力F、以及活塞体33对第一磁体2形成的向右的磁性斥力f1，磁性斥力f1用于平衡轴向力F。活塞体33的受力为图中向右的高压空气推力F1、第一磁体2对活塞体33形成的向左的磁性斥力f2、以及弹性件32的向左的抵接力F2，高压空气推力F1与磁性斥力f2和抵接力F2平衡。
由上述分析可知，活塞体33的受力情况直接影响对阳转子1受到的轴向力的平衡情况，本申请中活塞体33的外径尺寸与阳转子1受到的轴向力正相关，也可以通过改变活塞体33的外径尺寸，以改变对阳转子1受到的轴向力的平衡。比如当螺杆压缩机的轴向力F较大时，需要较大的磁性斥力f1以平衡轴向力F，此时选用外径较大的活塞体33，使高压空气通道变小，高压空气推力F1增大，磁性斥力f2增大，达到平衡较大的轴向力F的效果。轴向力F较小时原理相同，选用外径小的活塞体33即可达到平衡较小的轴向力F的效果。
在另一个实施例中，如图3所示，本实施例中的螺杆压缩机轴向力调节装置与第一个实施例中相同之处不再赘述，此实施例不同之处在于：活塞压力入口34设置于活塞端盖311上，活塞压力出口35设置于缸体本体312上，弹性件32位于活塞压力入口34和活塞体33之间。
在此实施例中，高压空气从活塞压力入口34对活塞体33产生向阳转子1移动的推力，以及弹性件32的抵接力，同时活塞体33受到第一磁体2的磁性斥力以保持自身力的平衡。此实施例适用于轴向力较大而第一个实施例的方案已无法平衡的情况，此情况下需要较大的磁性斥力平衡轴向力，因此使用高压空气推力和弹性件32的抵接力共同平衡活塞体33受到的磁性斥力。
在此实施例中，弹性件32主要用于抵接活塞体33，弹性件32的抵接力和高压空气推力共同作用于活塞体33以平衡磁性斥力。弹性件32为硬弹簧，硬弹簧的材质选用高强度钢、不锈钢的一种，上述材质制成的硬弹簧有很高的弹性和抗压扭能力，可以在容纳腔中承受较大的压力和重量，并具有很好的耐磨性能。
图4对此实施例的阳转子1和活塞体33的受力情况进行了简要示意。阳转子1的受力为图中向左的轴向力F、以及活塞体33对第一磁体2形成的向右的磁性斥力f1，磁性斥力f1用于平衡轴向力F。活塞体33的受力为图中向右的高压空气推力F1、弹性件32的向右的抵接力F2、以及第一磁体2对活塞体33形成的向左的磁性斥力f2，高压空气推力F1和抵接力F2与磁性斥力f2平衡。
在一些其他实施例中，第一磁体2可以设置为环形结构，即环形永磁体，在阳转子1的一端部通过加工中心铣出磁体安装环槽，第一磁体2安装于磁体安装环槽上，相应的活塞缸体31、弹性件32和活塞体33也设置为环形结构。环形结构的第一磁体2和调节活塞3受力均匀，不影响螺杆压缩机内阳转子1的安装，对螺杆压缩机内的结构维修检查也加更方便。
综上，本申请的螺杆压缩机轴向力调节装置调节结构独立，调节活塞不与阳转子直接接触，加工密封难度小，可对不同轴向力大小进行平衡调节，适应性好。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，所述螺杆压缩机轴向力调节装置包括第一磁体（2）和调节活塞（3）；
所述第一磁体（2）设置于螺杆压缩机的阳转子（1）的一端部；
所述调节活塞（3）包括活塞缸体（31）、弹性件（32）、活塞体（33）、活塞压力入口（34）和活塞压力出口（35）；所述活塞缸体（31）包括容纳腔，所述活塞压力入口（34）和所述活塞压力出口（35）相对设置于所述活塞缸体（31）上，所述弹性件（32）和所述活塞体（33）依次设置于所述活塞缸体（31）的所述容纳腔内，所述活塞体（33）包括第二磁体；所述阳转子（1）靠近所述活塞压力出口（35）的位置设置。
2.根据权利要求1所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞压力入口（34）远离所述阳转子（1）设置，所述活塞体（33）位于所述活塞压力入口（34）和所述活塞压力出口（35）之间，所述弹性件（32）位于所述活塞体（33）和所述活塞压力出口（35）之间。
3.根据权利要求1所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞压力入口（34）远离所述阳转子（1）设置，所述活塞体（33）位于所述活塞压力入口（34）和所述活塞压力出口（35）之间，所述弹性件（32）位于所述活塞压力入口（34）和所述活塞体（33）之间。
4.根据权利要求1所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞缸体（31）还包括活塞端盖（311）和缸体本体（312），所述活塞端盖（311）和所述缸体本体（312）合围构成所述容纳腔；
所述活塞压力出口（35）设置于所述活塞端盖（311）上，或者，所述活塞压力入口（34）设置于所述活塞端盖（311）上。
5.根据权利要求4所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
当所述活塞压力出口（35）设置于所述活塞端盖（311）上时，所述弹性件（32）为软弹簧，所述软弹簧的材质包括合金钢、铜、铝中的一种。
6.根据权利要求4所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
当所述活塞压力入口（34）设置于所述活塞端盖（311）上时，所述弹性件（32）为硬弹簧，所述硬弹簧的材质包括高强度钢、不锈钢中的一种。
7.根据权利要求4所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞端盖（311）和所述缸体本体（312）可拆卸连接，所述调节活塞（3）还包括连接螺栓（36），通过所述连接螺栓（36）将所述活塞端盖（311）和所述缸体本体（312）螺接。
8.根据权利要求4所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述第一磁体（2）为环形结构，在所述阳转子（1）的一端部加工出磁体安装环槽，所述磁体安装环槽用于容置所述第一磁体（2），所述活塞缸体（31）、所述弹性件（32）和所述活塞体（33）也设置为环形结构。
9.根据权利要求1所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞压力入口（34）为高压空气输入端口，所述活塞压力出口（35）为低压空气输出端口。
10.根据权利要求7所述的螺杆压缩机轴向力调节装置，其特征在于，
所述活塞体（33）的外径尺寸与所述阳转子（1）受到的轴向力正相关。
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