專利名稱：新型節(jié)能單螺桿壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型節(jié)能單螺桿壓縮機，屬于壓縮機類，主要供動力(如空氣壓縮機)、冷凍、空調(diào)、熱泵和壓縮各種化工氣體的工藝壓縮機用。
單螺桿壓縮機亦稱蝸桿壓縮機，現(xiàn)有技術(shù)的單螺桿壓縮機的結(jié)構(gòu)見

圖1，主要由一個螺桿1和兩個星輪2及機體6組成。通常螺桿的頭數(shù)為6，星輪齒數(shù)為11。壓縮比越大螺桿的頭數(shù)越多。因星輪對稱安裝，螺桿受力完全平衡，單螺桿壓縮機由此具有振動小、噪音低、可靠性好、壽命長、能在高壓下工作等優(yōu)點。螺桿回轉(zhuǎn)一周六個螺槽均有兩次嚙合，共有12次吸、排氣，因此單螺桿壓縮機氣流脈動小、排氣量大、體積小。由于結(jié)構(gòu)簡單，特別容易實現(xiàn)自動或電腦控制。作為空氣壓縮機、工藝壓縮機、冷凍機、空調(diào)機和熱泵等，廣泛用于石油、化工、機械、冶金、礦山、機車、艦船、食品和制藥等領(lǐng)域。美國海軍對現(xiàn)有的各種壓縮機作了大量的論證與對比以后認為單螺桿壓縮機是艦船的最佳壓縮機，是潛水艇用高壓無油壓縮機的唯一選擇。由于國外封鎖技術(shù)，單螺桿壓縮機是我國唯一未能引進的高檔機種。
單螺桿壓縮機比雙螺桿壓縮機具有振動小和噪音低等優(yōu)點，唯一的缺點是節(jié)能優(yōu)勢不明顯，小排量時還處于劣勢。為了降低單螺桿壓縮機的能耗，世界各國作出了巨大的努力，然而成效不大。申請人突破了螺桿、星輪的齒形、高精度加工技術(shù)和高精度專用機床等關(guān)鍵技術(shù)后曾申報了《節(jié)能單螺桿壓縮機》專利(實用新型申請?zhí)?9248828.1發(fā)明專利申請?zhí)?9122110.9)。該專利采用“非等寬齒”技術(shù)，方法簡單、節(jié)能效果明顯，而且能減少壓縮機的體積和重量。由于增大了嚙合面積，提高了星輪托架的剛性，嚙合副的壽命相應提高，單螺桿壓縮機因此成為節(jié)能、長壽壓縮機。該專利申請的批準將使我國的單螺桿壓縮機技術(shù)居世界領(lǐng)先地位，為大批量出口單螺桿壓縮機創(chuàng)造良好的條件。其不足之處在于節(jié)能效果仍不夠理想。
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種節(jié)能效果更佳的新型節(jié)能單螺桿壓縮機。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到本發(fā)明由主軸、機體、星輪和螺桿組成，螺桿的外形為錐面。
螺桿錐面的半錐角小于或等于45度。
錐面的母線可以是直線、曲線、折線或它們的任意組合。
螺桿的外形是錐面或錐面與圓柱面的組合。
附圖的圖面說明如下
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的CC、CP、PC、PP的四種型式的圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)的吸氣、壓縮和排氣的結(jié)構(gòu)圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)的螺桿和星輪的局部剖面圖；圖5為本發(fā)明的螺桿和星輪的局部剖面圖，表示出螺桿錐面的母線為直線；圖6為本發(fā)明的螺桿和星輪的局部剖面圖，表示出錐面和圓柱面的母線為直線；圖7為本發(fā)明的螺桿局部剖面圖，表示出錐面的母線為曲線；圖8為本發(fā)明的螺桿局部剖面圖，表示出錐面的母線為曲線，圓柱面母線為直線；圖9為本發(fā)明的螺桿局部剖面圖，表示出錐面的母線為折線；圖10為本發(fā)明的螺桿局部剖面圖，表示出錐面的母線為折線，圓柱面母線為直線。
附圖件號表示1、螺桿 2、星輪3、主軸4、排氣孔口5、吸氣腔6、機體7、螺桿8、星輪下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述單螺桿壓縮機的螺桿和星輪都有C型(圓柱形)和P型(平面形)兩種形狀。由此組成了圖2所示CC、CP、PC、PP四種形式的單螺桿壓縮機。其中，PP型因螺桿的半錐角接近90度，軸向力大，因平衡過大的軸向力必須將兩個螺桿組合起來使用等原因，PP型至今末能實際應用。
目前應用最廣泛、產(chǎn)量最大的是CP型單螺桿壓縮機。圖3a、b、c分別表示它的吸氣、壓縮和排氣過程。圖4表示螺桿和星輪的局部剖面結(jié)構(gòu)，星輪齒1已進入螺桿齒槽，將齒槽封閉，結(jié)束了齒槽的吸氣過程；星輪齒2正在壓縮氣體，此時氣體的壓力尚低；齒3已將氣體壓縮至最高壓力，并在排氣。從以上的氣體壓縮過程可以看出，氣體在高壓區(qū)段的壓縮與排氣，是在距螺桿軸心線較遠的部位完成的。該部位對螺桿軸心線的靜面矩較大，因此壓縮機的能耗也大。
圖5-圖10表示本發(fā)明螺桿和星輪的結(jié)構(gòu)。為改變上述情況在保持螺桿槽形不變的條件下，將螺桿7高壓端的外形改為圓錐面(見圖5-圖10)，低壓端仍為圓柱面(見圖6、圖8、圖10)；或螺桿的高、低壓端的外形均為圓錐面(見圖5)。即使是后一種情況，也能有較好的節(jié)能效果。此時氣體低壓段的壓縮在螺桿的大端完成，該部位對螺桿軸心線的靜面矩較大，因此低壓段的能耗增大了；而高壓段的壓縮則是在螺桿小端，即靜面矩較小的部位完成，能耗降低了。由于高壓段的氣壓遠高于低壓段，高壓段能耗的降低遠多于低壓段的能耗增大，所以，從整個過程來看，能耗是降低的，壓縮比越大，節(jié)能越多。以最常用的排氣壓力為0.7Mpa的單螺桿空氣壓縮機為例，動力計算表明在采用“非等寬齒”的條件下當螺桿的半錐角為20度時，可比國外CP型單螺桿壓縮機節(jié)能10％左右；當半錐角為25度時，可節(jié)能12％左右。但是當錐角過大時節(jié)能效果并不相應增大，相反螺桿的軸向力和壓縮機的體積卻明顯增大。因此半錐角不宜超過45度。由于半錐角遠小于PP型近90度的半錐角，所以螺桿所受的軸向力也小，螺桿不必像PP型那樣成對使用，形成了一種更為節(jié)能的新型單螺桿壓縮機。
由于只改變了螺桿的外形而保持槽形不變，螺桿齒槽的加工技術(shù)及其設(shè)備均不受影響。本發(fā)明既保留了單螺桿壓縮機振動小和噪音低等優(yōu)點，又在不改變螺桿加工設(shè)備的條件下大幅度降低了能耗。
螺桿錐面的母線可以是直線9(見圖5和圖6)、曲線10(見圖7和圖8)、折線11(見圖9和圖10)或它們的任意組合。低壓端(圓柱面)的母線為直線12。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)具有節(jié)能效果更佳的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種新型節(jié)能單螺桿壓縮機，包括主軸、機體和星輪，其特征在于還包括螺桿，螺桿的外形為錐面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能單螺桿壓縮機，其特征在于，螺桿錐面的半錐角小于或等于45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能單螺桿壓縮機，其特征在于，錐面的母線可以是直線、曲線、折線或它們的任意組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型節(jié)能單螺桿壓縮機，其特征在于，螺桿的外形是錐面或錐面與圓柱面的組合。
全文摘要
新型節(jié)能單螺桿壓縮機由主軸、機體、星輪和螺桿組成,螺桿外形為錐面或錐面與圓柱面的組合。節(jié)能效果更佳。
文檔編號F04D19/00GK1283751SQ00107950
公開日2001年2月14日 申請日期2000年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月1日
發(fā)明者查世梁, 查謙 申請人:查謙, 查世梁