一種螺桿壓縮的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種螺桿壓縮機(jī)，包括氣缸體、進(jìn)氣端座、進(jìn)氣端蓋、排氣端蓋以及螺桿轉(zhuǎn)子對。在陰、陽轉(zhuǎn)子位于進(jìn)氣側(cè)的軸段上安裝有進(jìn)氣端軸封及進(jìn)氣端軸承，在陰、陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上安裝有靠近壓縮腔的第一排氣端軸封，其特點(diǎn)是，在陰、陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上安裝有第二排氣端軸封，從而在第一與第二排氣端軸封之間形成分別位于螺桿轉(zhuǎn)子對上方及下方的第一密封腔和第二密封腔；第一、第二密封腔中的一者與螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，另一者與進(jìn)氣管連通。本發(fā)明利用第一、第二密封腔之間產(chǎn)生的氣體壓差來平衡轉(zhuǎn)子承受的徑向力，使壓縮機(jī)能勝任更高的工作壓力。
【專利說明】一種螺桿壓縮機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及螺桿壓縮機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]螺桿壓縮機(jī)具有可靠性高、操作維護(hù)方便、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在空氣動(dòng)力、天然氣、石油化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于螺桿壓縮機(jī)在存在較大的軸向力和徑向力，徑向力難以得到有效的平衡，因此限制了其工作壓力。同時(shí)，由于陰、陽轉(zhuǎn)子在進(jìn)氣端和排氣端都需要安裝軸承，由于軸承造價(jià)昂貴，這也成為螺桿壓縮機(jī)在高壓領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種螺桿壓縮機(jī)，其能解決螺桿壓縮機(jī)存在的徑向力過大的問題，使螺桿壓縮機(jī)勝任更高的工作壓力。
[0004]本發(fā)明所要解決的進(jìn)一步的技術(shù)問題在于提供一種能夠有效平衡螺桿轉(zhuǎn)子對所承受的從排氣端指向進(jìn)氣端的軸向力的螺桿壓縮機(jī)。
[0005]本發(fā)明的螺桿壓縮機(jī)，包括氣缸體、進(jìn)氣端座、進(jìn)氣端蓋、排氣端蓋以及螺桿轉(zhuǎn)子對；螺桿轉(zhuǎn)子對由陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子組成；在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于進(jìn)氣側(cè)的軸段上安裝有進(jìn)氣端軸封以及進(jìn)氣端軸承，在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上均安裝有第一排氣端軸封，第一排氣端軸封靠近該螺桿壓縮機(jī)的壓縮腔；其特點(diǎn)是，在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上均安裝有第二排氣端軸封，從而在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的第一排氣端軸封與第二排氣端軸封之間形成位于螺桿轉(zhuǎn)子對上方的第一密封腔和位于螺桿轉(zhuǎn)子對下方的第二密封腔；該第一密封腔與第二密封腔中的一者與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，該第一密封腔與第二密封腔中的另一者與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。
[0006]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，排氣端蓋包括頂壁和由頂壁的周緣向氣缸體一側(cè)方向延伸的側(cè)壁；在陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上套設(shè)有平衡盤，平衡盤具有面向排氣端蓋頂壁的外端面以及與該外端面相對的內(nèi)端面；平衡盤的周面與排氣端蓋的側(cè)壁內(nèi)表面密封配合，從而形成位于排氣端蓋頂壁內(nèi)表面與平衡盤外端面之間的第三密封腔以及位于陽轉(zhuǎn)子的第二排氣端軸封與平衡盤內(nèi)端面之間的第四密封腔；第三密封腔與無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，第四密封腔與無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。
[0007]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，平衡盤與排氣端蓋的配合面加工成迷宮密封。
[0008]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段均包括軸肩段和主體段；軸肩段靠近氣缸體的壓縮腔，第一排氣端軸封安裝在軸肩段上，第二排氣端軸封和平衡盤均安裝在主體段上。
[0009]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，主體段呈圓臺(tái)形，該主體段的外徑由靠近軸肩段的一側(cè)向靠近排氣端蓋的一側(cè)逐漸變小。
[0010]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，第一排氣端軸封和第二排氣端軸封均為迷宮密封。
[0011]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為上進(jìn)下出；所述的第一密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，所述的第二密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。
[0012]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為下進(jìn)上出；所述的第一密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，所述的第二密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。
[0013]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，進(jìn)氣端軸封位于氣缸體的壓縮腔與所述的進(jìn)氣端軸承之間。
[0014]上述的螺桿壓縮機(jī)，其中，進(jìn)氣端軸封為迷宮密封；進(jìn)氣端軸承由承受徑向力的軸承和承受軸向力的軸承組成。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明取消了位于螺桿壓縮機(jī)排氣側(cè)的陰、陽轉(zhuǎn)子軸上的軸承設(shè)置，通過在位于螺桿壓縮機(jī)排氣側(cè)的陰、陽轉(zhuǎn)子軸上增設(shè)排氣端軸封，從而在螺桿壓縮機(jī)的排氣側(cè)的螺桿轉(zhuǎn)子對的上方和下方分別形成一個(gè)與排氣腔相通的高壓密封腔和一個(gè)與吸氣腔相通的低壓密封腔，利用高壓密封腔與低壓密封腔產(chǎn)生的氣體壓差來平衡轉(zhuǎn)子承受的徑向力，降低了螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣端軸承的徑向負(fù)荷；
[0017]2、平衡盤兩側(cè)的密封腔所產(chǎn)生的壓差作用在平衡盤上，形成一個(gè)由進(jìn)氣端指向排氣端的氣體力，平衡了轉(zhuǎn)子所承受的從排氣端指向進(jìn)氣端的軸向力，從而了降低了螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣端軸承的軸向載荷；
[0018]3、陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段具有圓臺(tái)形的形狀設(shè)計(jì)，增大了平衡盤與氣體接觸的面積，從而使得由平衡盤兩側(cè)的密封腔所產(chǎn)生的壓差作用于平衡盤上而產(chǎn)生的氣體力更大，更有效地平衡了螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣端軸承的軸向載荷；
[0019]4、本發(fā)明突破了傳統(tǒng)的軸承設(shè)置，使得轉(zhuǎn)子的軸向力、徑向力得到了氣體壓力的平衡，因此整個(gè)壓縮機(jī)能夠承受更高的工作壓力；另外，由于取消了排氣端的軸承設(shè)置，使得制造成本有所降低；
[0020]5、第一排氣端軸封和第二排氣端軸封均采用迷宮密封，另外，排氣端蓋與平衡盤的配合面也加工成迷宮密封，迷宮密封產(chǎn)生的泄露均為內(nèi)泄漏，不存在介質(zhì)氣向外界泄露的可能性，且密封設(shè)計(jì)簡單，運(yùn)行安全可靠，可以大大簡化壓縮機(jī)排端的設(shè)計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)一實(shí)施例的主視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)一實(shí)施例的俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)一實(shí)施例的側(cè)視剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出了螺桿轉(zhuǎn)子對承受向下的氣體徑向力的情形。
[0024]圖4是本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)一實(shí)施例的陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段的局部放大示意圖，其中示出了螺桿轉(zhuǎn)子對承受向下的氣體徑向力的情形。
[0025]圖5是本發(fā)明螺桿壓縮機(jī)一實(shí)施例的陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段的局部放大示意圖，其中示出了平衡盤承受氣體軸向力的情形。
【具體實(shí)施方式】[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做出進(jìn)一步說明。在此， 申請人:是以無油螺桿壓縮機(jī)作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例對發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思加以闡述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思同樣適用于噴油螺桿壓縮機(jī)。
[0027]請參閱圖1和圖2。圖中所示的無油螺桿壓縮機(jī)包括氣缸體1、設(shè)置于氣缸體進(jìn)氣側(cè)的進(jìn)氣端座2、分別罩設(shè)在進(jìn)氣端座2上和氣缸體排氣側(cè)的進(jìn)氣端蓋3和排氣端蓋4、螺桿轉(zhuǎn)子對以及一對同步齒輪6。在氣缸體I上設(shè)有進(jìn)氣口 18和排氣口 19。螺桿轉(zhuǎn)子對由陽轉(zhuǎn)子51和陰轉(zhuǎn)子52組成；一對同步齒輪6分別設(shè)置于陽轉(zhuǎn)子51和陰轉(zhuǎn)子52上。在陽轉(zhuǎn)子51和陰轉(zhuǎn)子52位于進(jìn)氣側(cè)的軸段上安裝有進(jìn)氣端軸封71以及進(jìn)氣端軸承72，其中，進(jìn)氣端軸封71位于螺桿壓縮機(jī)的壓縮腔11與進(jìn)氣端軸承72之間，進(jìn)氣端軸封71可采用迷宮密封；進(jìn)氣端軸承72由承受徑向力的軸承和承受軸向力的軸承組成。在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上均安裝有第一排氣端軸封81和第二排氣端軸封82，從而在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的第一排氣端軸封81與第二排氣端軸封82之間形成位于螺桿轉(zhuǎn)子對上方的第一密封腔12和位于螺桿轉(zhuǎn)子對下方的第二密封腔13。該第一密封腔12與第二密封腔13中的一者與該無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，該第一密封腔12與第二密封腔13中的另一者與該無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。第一排氣端軸封81靠近該無油螺桿壓縮機(jī)的壓縮腔11，第一排氣端軸封81和第二排氣端軸封82可以都米用迷宮密封。
[0028]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，如圖3和圖4所示，無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為上進(jìn)下出，此時(shí)，由于螺桿轉(zhuǎn)子對承受著向上的徑向力，為了平衡該向上的徑向力，使第一密封腔12與無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，第二密封腔13與該無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。為實(shí)現(xiàn)連通，可在相對于第一密封腔12的氣缸體側(cè)壁上以及相對于第二密封腔13的氣缸體側(cè)壁上開設(shè)進(jìn)氣通孔。氣缸體I的第一密封腔12和第二密封腔13作用在螺桿轉(zhuǎn)子上的壓差形成的氣體徑向力可以表示為:
[0029]Fr= (Pd-Ps)A1
[0030]其中:Pd為第一密封腔12內(nèi)的氣體壓力；PS為第二密封腔13內(nèi)的氣體壓力,A1為第一密封腔內(nèi)的氣體及第二密封腔內(nèi)的氣體作用在螺桿轉(zhuǎn)子對上的面積。
[0031]在該實(shí)施例中，與無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通的第一密封腔12成為高壓密封腔，而與無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通的第二密封腔13成為低壓密封腔，第一密封腔12和第二密封腔13依靠作用在螺桿轉(zhuǎn)子對的壓差形成一個(gè)向下的氣體力，平衡了轉(zhuǎn)子所承受的向上徑向力，從而降低了進(jìn)氣端軸承的徑向載荷。
[0032]在圖3中所示出的陽轉(zhuǎn)子51上方的空腔和陰轉(zhuǎn)子52上方的空腔是相互連通的，二者都是第一密封腔的一部分。類似地，圖3中示出的陽轉(zhuǎn)子51下方的空腔和陰轉(zhuǎn)子52下方的空腔也是相互連通的，二者都是第二密封腔的一部分。
[0033]在另一個(gè)具體的實(shí)施例中，無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為下進(jìn)上出，此時(shí)，由于螺桿轉(zhuǎn)子對承受向下的徑向力，為了平衡該向下的徑向力，使第一密封腔12與該無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，第二密封腔13與無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。這樣，第一密封腔12成為低壓密封腔，而第二密封腔13成為高壓密封腔，第一密封腔12和第二密封腔13依靠作用在螺桿轉(zhuǎn)子對的壓差形成一個(gè)向上的氣體力，平衡了轉(zhuǎn)子所承受的向下徑向力，從而降低了進(jìn)氣端軸承的徑向載荷。
[0034]請參閱圖5。排氣端蓋4包括頂壁41和由頂壁41的周緣向氣缸體一側(cè)方向延伸的側(cè)壁42。由于陰轉(zhuǎn)子52的轉(zhuǎn)速低，所承受的軸向力比陽轉(zhuǎn)子51要小很多，因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在陽轉(zhuǎn)子51位于排氣側(cè)的軸段上套設(shè)有平衡盤10，平衡盤10具有面向排氣端蓋頂壁的外端面101以及與該外端面相對的內(nèi)端面102。平衡盤10的周面與排氣端蓋的側(cè)壁42的內(nèi)表面密封配合，從而形成位于排氣端蓋頂壁41的內(nèi)表面與平衡盤外端面101之間的第三密封腔15以及位于陽轉(zhuǎn)子的第二排氣端軸封82與平衡盤內(nèi)端面102之間的第四密封腔16。第三密封腔15與無油螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，第四密封腔16與無油螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。為實(shí)現(xiàn)連通，可在相對于第三密封腔15的排氣端蓋頂壁41上以及與第四密封腔16相對的氣缸體側(cè)壁42上開設(shè)進(jìn)氣通孔。這樣，第三密封腔15成為平衡盤低壓密封腔，而第四密封腔16成為平衡盤高壓密封腔，第四密封腔16和第三密封腔15產(chǎn)生的壓差作用在平衡盤10上的氣體力可以表示為:
[0035]Fa=PdA2-PsA3
[0036]其中:Pd為第四密封腔16內(nèi)的氣體壓力；PS為第三密封腔15內(nèi)的氣體壓力；A2為第四密封腔16內(nèi)氣體作用在平衡盤上的面積.Α為第三密封腔15內(nèi)氣體作用在平衡盤上的面積。
[0037]平衡盤兩側(cè)的密封腔所產(chǎn)生的壓差作用在平衡盤10上，形成一個(gè)由進(jìn)氣端指向排氣端的氣體力，平衡了轉(zhuǎn)子所承受的從排氣端指向進(jìn)氣端的軸向力，從而了降低了螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣端軸承的軸向載荷。
[0038]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，平衡盤10與排氣端蓋4的配合面加工成迷宮密封。陽轉(zhuǎn)子51和陰轉(zhuǎn)子52位于排氣側(cè)的軸段均包括軸肩段501和主體段502。軸肩段501靠近氣缸體的壓縮腔，第一排氣端軸封81安裝在軸肩段501上，第二排氣端軸封82安裝在主體段502上。主體段502呈圓臺(tái)形，該主體段502的外徑由靠近軸肩段的一側(cè)向靠近排氣端蓋的一側(cè)逐漸變小。平衡盤10與主體段502采用螺旋聯(lián)接，并且采用螺母在平衡盤10的外端面緊固。平衡盤10與主體段502的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反，使得平衡盤與陽轉(zhuǎn)子的連接隨著陽轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)越來越緊。
【權(quán)利要求】
1.一種螺桿壓縮機(jī)，包括氣缸體、進(jìn)氣端座、進(jìn)氣端蓋、排氣端蓋以及螺桿轉(zhuǎn)子對；所述的螺桿轉(zhuǎn)子對由陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子組成；在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于進(jìn)氣側(cè)的軸段上安裝有進(jìn)氣端軸封以及進(jìn)氣端軸承，在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上均安裝有第一排氣端軸封，所述的第一排氣端軸封靠近該螺桿壓縮機(jī)的壓縮腔； 其特征在于，在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上均安裝有第二排氣端軸封，從而在陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的第一排氣端軸封與第二排氣端軸封之間形成位于螺桿轉(zhuǎn)子對上方的第一密封腔和位于螺桿轉(zhuǎn)子對下方的第二密封腔； 該第一密封腔與第二密封腔中的一者與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，該第一密封腔與第二密封腔中的另一者與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述的排氣端蓋包括頂壁和由所述頂壁的周緣向氣缸體一側(cè)方向延伸的側(cè)壁； 在陽轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段上套設(shè)有平衡盤，所述平衡盤具有面向排氣端蓋頂壁的外端面以及與該外端面相對的內(nèi)端面；所述平衡盤的周面與排氣端蓋的側(cè)壁內(nèi)表面密封配合，從而形成位于排氣端蓋頂壁內(nèi)表面與平衡盤外端面之間的第三密封腔以及位于陽轉(zhuǎn)子的第二排氣端軸封與平衡盤內(nèi)端面之間的第四密封腔； 所述的第三密封腔與螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，所述的第四密封腔與螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述平衡盤與排氣端蓋的配合面加工成迷宮密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子位于排氣側(cè)的軸段均包括軸肩段和主體段；所述的軸肩段靠近氣缸體的壓縮腔，所述的第一排氣端軸封安裝在所述的軸肩段上，所述的第二排氣端軸封和所述的平衡盤均安裝在所述的主體段上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述的主體段呈圓臺(tái)形，該主體段的外徑由靠近軸肩段的一側(cè)向靠近排氣端蓋的一側(cè)逐漸變小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述的第一排氣端軸封和第二排氣端軸封均為迷宮密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為上進(jìn)下出；所述的第一密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通，所述的第二密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣布置形式為下進(jìn)上出；所述的第一密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)氣管連通，所述的第二密封腔與該螺桿壓縮機(jī)的排氣管連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述的進(jìn)氣端軸封位于該螺桿壓縮機(jī)的壓縮腔與所述的進(jìn)氣端軸承之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺桿壓縮機(jī)，其特征在于，所述的進(jìn)氣端軸封為迷宮密封；所述的進(jìn)氣端軸承由承受徑向力的軸承和承受軸向力的軸承組成。
【文檔編號(hào)】F04C29/00GK103527481SQ201310532625
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】蔡宏, 馬建元, 黃杰勤, 翁愷, 張泉明 申請人:上海齊耀螺桿機(jī)械有限公司