專利名稱：一種對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺桿壓縮機，尤其涉及一種對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機。
背景技術：
螺桿壓縮機現(xiàn)在廣泛應用于供熱通風與空調工程(HVAC)，最普遍的雙螺桿壓縮機 由一對相互嚙合的陽轉子和陰轉子組成，一般陽轉子作為主動轉子與原動機相連帶動陰轉 子轉動。轉子上的球軸承承受軸向力，并有輔助軸向定位的作用。同樣，轉子兩端的圓柱滾 子軸承承受徑向力。徑向力是由于轉子兩側所受的氣體壓力不同而產生的，軸向力是由于 轉子兩端吸排氣壓力差、轉子間的嚙合驅動等因素產生的。在一般中小型螺桿壓縮機中，所 采用的軸承的承載能力隨軸承直徑的增大而增大，但是它沒有軸向載荷隨轉子直徑的增大 速度快，而軸承直徑又受到兩轉子中心距的限制，所以當轉子直徑較大時，兩轉子間沒有足 夠的空間來安裝所要求的軸承，因此有必要設計一種新型的螺桿壓縮機，改善轉子的受力， 從而減輕軸承所受負荷。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在解決上述已有技術的不足，提供一種擁有優(yōu)良的受力特性，大 的排氣量，振動小噪音低，運行平穩(wěn)，減小機械摩擦損失和噴油壓縮機中的粘性摩擦損失， 提高機器的運行效率和可靠性的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機。 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術解決方案予以實現(xiàn)包括壓縮機機體以 及安裝在壓縮機機體內的轉子，所說的壓縮機機體內開設有三個相通的腔體，主動轉子第 一、二螺桿自上而下安裝在壓縮機機體中間的腔體內，且主動轉子第一、二螺桿固定連接， 中間腔體的兩側對稱的另外兩個腔體分別安裝有與主動轉子第一、二螺桿相適應的從動轉 子第一螺桿、從動轉子第二螺桿，在壓縮機機體上、下兩端分別安裝有前排氣軸承座和后排 氣軸承座，前排氣軸承座中安裝有主動轉子前置滾動軸承、從動轉子前置滾動軸承、主動轉 子前置擋油環(huán)和從動轉子前置擋油環(huán)，后排氣軸承座中裝有主動轉子后置擋油環(huán)、從動轉 子后置擋油環(huán)、主動轉子后置滾動軸承、從動轉子后置滾動軸承、主動轉子軸向定位用鎖緊 圓螺母和從動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母，前排氣軸承座和后排氣軸承座的外側安裝有前 排氣端蓋和后排氣端蓋。 本發(fā)明的從動轉子第二螺桿上還設置有防止兩螺桿發(fā)生相對轉動的周向定位鍵； 主動轉子第一、二螺桿與從動轉子第一螺桿、從動轉子第二螺桿均為對稱串聯(lián)的兩部分，主 動轉子第一螺桿與從動轉子第一螺桿的螺旋線方向分別與主動轉子第二螺桿、從動轉子第 二螺桿的螺旋線方向相反，且在同一平面內相互嚙合平行裝配在三個相通的腔體內，主動 轉子為位于中間的陰轉子，由電動機驅動，從動轉子為兩個對稱布置在主動轉子兩側的陽 轉子；主動轉子的齒數(shù)大于從動轉子的齒數(shù)，主動轉子與從動轉子具有相同的長度；壓縮 機機體中間開設有與安裝轉子的腔體相連通的第一徑向吸氣孔口和第二徑向吸氣孔口 ；第 一徑向吸氣孔口和第二徑向吸氣孔口分別位于三轉子軸線所構成平面的兩側，并且關于主動轉子軸線對稱；前排氣軸承座上開設有第一軸向排氣孔口 、第二軸向排氣孔口 ，后排氣軸 承座上開設有第三軸向排氣孔口、第四軸向排氣孔口 ；第一軸向排氣孔口與第四軸向排氣 孔口位于三轉子軸線所構成平面的一側，第二軸向排氣孔口與第三軸向排氣孔口位于三轉 子軸線所構成平面的另一側；第一軸向排氣孔口與第二軸向排氣孔口關于主動轉子軸線對 稱，第三軸向排氣孔口與第四軸向排氣孔口關于主動轉子軸線對稱，低壓氣體由第一徑向 吸氣孔口和第二徑向吸氣孔口進入壓縮機，經壓縮后，高壓氣體由第一軸向排氣孔口、第二 軸向排氣孔口、第三軸向排氣孔口和第四軸向排氣孔口經后排氣端蓋后由壓縮機排氣口與 外接排氣管道相連。 由于本發(fā)明的三個轉子都是對稱串聯(lián)的，即每個轉子均有兩個螺旋線方向相反的 螺桿由連接桿連接并通過鍵配合實現(xiàn)圓周方向定位，在傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機中陰轉子所受的 徑向力較大，并且陰轉子作為主動轉子時會產生較大的驅動力矩。而在本發(fā)明位于中間的 陰轉子作為主動轉子，其所受的徑向力和扭矩能完全平衡，從而避免傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機中 陰轉子作為主動轉子所引發(fā)的上述問題。從動轉子為兩個對稱布置在主動轉子兩側的陽轉 子。由于本發(fā)明能完全平衡轉子所受的軸向力，因此不要求安裝推力軸承，而只在轉子軸向 兩端安裝圓柱滾子軸承。 本發(fā)明中壓縮機的吸氣孔口開設在對稱串聯(lián)轉子的中間，排氣孔口開設在轉子的 兩端，這樣能夠平衡吸排氣壓力差引起的軸向力。由于轉子中間沒有吸氣端面，所以只有 徑向的吸氣孔口，吸氣齒槽的齒間容積達到最大值時對應的轉子旋轉角為轉子的吸氣結束 角。所述主動轉子齒槽分別與兩側陽轉子嚙合形成四個獨立的壓縮腔，相應地，在所述前后 排氣軸承座共開設有與之分別對應的四個排氣孔口 。 本發(fā)明完全平衡了由吸排氣壓力差引起的軸向力，平衡了中間陰轉子所受的徑向 力和扭矩，減小了轉子接觸面之間和轉子與端面之間的磨損程度，提高了壓縮機的耐高壓 性能，并減少了潤滑所需的噴油量，從而可以進一步減小粘性摩擦損失。另外，由于受力特 性的改善，使得壓縮機運行更加平穩(wěn)，振動和噪聲都得到改善。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細說明。 圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖； 圖2是本發(fā)明三轉子橫截面的示意圖； 圖3是本發(fā)明徑向吸氣孔口的示意圖； 圖4是圖1的A-A向剖面示意圖； 圖5是圖1的B-B向剖面示意圖； 圖6是圖1的C-C向剖面示意圖； 圖7是三轉子沿各自節(jié)圓展開示意圖； 圖8是軸向對稱螺桿轉子裝配示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖并結合實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。但是本發(fā)明不限于所 給出的例子。
參照圖l，本發(fā)明包括壓縮機機體17，在該壓縮機機體17上開設有三個相通的用 于限定三個平行轉子的空腔，主動轉子第一、二螺桿16、18自上而下安裝在壓縮機機體17 中間的腔體內，中間腔體的兩側對稱的另外兩個腔體分別安裝有與主動轉子第一、二螺桿 16、 18相適應的從動轉子第一螺桿5、 15、從動轉子第二螺桿6、 19和防止構成轉子的兩螺桿 發(fā)生相對轉動的周向定位鍵7，在壓縮機機體17上、下兩端分別安裝有前排氣軸承座4和后 排氣軸承座22，前排氣軸承座4中裝有主動轉子前置滾動軸承11、從動轉子前置滾動軸承 2、13、主動轉子前置擋油環(huán)12和從動轉子前置擋油環(huán)3、14，后排氣軸承座22中裝有主動 轉子后置擋油環(huán)20、從動轉子后置擋油環(huán)8、21、主動轉子后置滾動軸承26、從動轉子后置 滾動軸承9、23、主動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母27和從動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母10、 24，前排氣端蓋1和后排氣端蓋25分別裝在壓縮機機體17軸向兩端。壓縮機機體17中的 三個轉子均分為對稱串聯(lián)的兩部分，主動轉子第一螺桿16、從動轉子第一螺桿5、 15的螺旋 線方向分別與主動轉子第二螺桿18、從動轉子第二螺桿6、19的螺旋線方向相反，三個轉子 在同一平面內相互嚙合平行裝配在壓縮機機體三個相通的空腔內，主動轉子為位于中間的 陰轉子，由電動機驅動，從動轉子為兩個對稱布置在主動轉子兩側的陽轉子。由于在轉子轉 動過程中所受軸向力完全平衡，軸向兩端軸承的緊固力就可以防止轉子軸向竄動。主動轉 子第一螺桿16的伸出端與電機相連。 參照圖2，本發(fā)明的三個轉子即主動轉子螺桿與從動轉子螺桿相互嚙合并行排列， 其中主動轉子為陰轉子布置在中間，從動轉子為兩個對稱布置在主動轉子兩側完全相同的 陽轉子。主動轉子的齒數(shù)大于從動轉子的齒數(shù)，主動轉子與從動轉子具有相同的長度，相應 地，主動轉子與從動轉子的扭轉角、導程與節(jié)圓直徑均要滿足嚙合條件。在位置28和31處， 兩轉子解脫嚙合，為壓縮機的吸氣位置；位置29和30處為壓縮機的壓縮和排氣位置。
參照圖1，3，壓縮機機體17中間開設有與安裝轉子的腔體相連通的第一徑向吸氣 孔口 32和第二徑向吸氣孔口 33 ;第一徑向吸氣孔口 32和第二徑向吸氣孔口 33分別位于 三轉子軸線所構成平面的兩側，并且關于主動轉子軸線對稱。 參照圖1，4，5，前排氣軸承座4上開設有第一軸向排氣孔口 34、第二軸向排氣孔口 35，后排氣軸承座22上開設有第三軸向排氣孔口 36、第四軸向排氣孔口 37 ;第一軸向排氣 孔口 34與第四軸向排氣孔口 37位于三轉子軸線所構成平面的一側，第二軸向排氣孔口 35 與第三軸向排氣孔口 36位于三轉子軸線所構成平面的另一側；第一軸向排氣孔口 34與第 二軸向排氣孔口 35關于主動轉子軸線對稱，第三軸向排氣孔口 36與第四軸向排氣孔口 37 關于主動轉子軸線對稱。與傳統(tǒng)雙螺桿壓縮機類似，軸向排氣孔口均為蝴蝶口形狀。低壓 氣體由第一徑向吸氣孔口 32和第二徑向吸氣孔口 33進入壓縮機，經壓縮后，高壓氣體由第 一軸向排氣孔口 34、第二軸向排氣孔口 35、第三軸向排氣孔口 36和第四軸向排氣孔口 37 排出。 參照圖1，6，后排氣端蓋25將上下兩個排氣通道連通并通過壓縮機排氣口 (38)與 外接排氣管道相連。 參照圖1，7，三轉子沿各自節(jié)圓360°展開的平面圖，由于中間主動轉子與兩側從 動轉子的接觸線將主動轉子分為兩部分，為了便于說明將主動轉子的展開圖分為兩部分各 180°顯示，圖7中的各轉子斜實線之間代表轉子齒槽，上下端面為排氣端面，圖7中陰影部 分為轉子腔體、轉子間接觸線和排氣段面圍成的封閉容積，非陰影部分的空白區(qū)域40、42、45與吸氣腔相連為吸氣區(qū)域，43、44、46、47與排氣腔相連為排氣區(qū)域。以從動轉子第二螺 桿19為例，從動轉子第二螺桿19中容積48、39在陽轉子同一個齒槽內，以轉子間的接觸線 為邊界，隨著轉子的旋轉，兩轉子接觸線向排氣端方向移動，容積39逐漸減小，氣體被壓縮 直至到達排氣孔口位置被排出，而容積48逐漸增大，直到該齒槽完全解脫嚙合齒間容積達 到最大值時吸氣結束進入壓縮階段，吸氣齒槽的齒間容積達到最大值時對應的從動轉子第 二螺桿19的旋轉角為從動轉子第二螺桿19的吸氣結束角，排氣位置所對應的從動轉子第 二螺桿19的旋轉角為從動轉子第二螺桿19的排氣開始角。同樣對于中間的主動轉子第一 螺桿16而言，隨著接觸線向排氣端的移動，齒間容積由小到大從40變化到容積41，達到最 大值時吸氣結束氣體開始壓縮直至到達排氣孔口位置被排出，吸氣齒槽的齒間容積達到最 大值時對應的主動轉子第一螺桿16的旋轉角為主動轉子第一螺桿16的吸氣結束角，排氣 位置隨對應的主動轉子第一螺桿16的旋轉角為主動轉子第一螺桿16的排氣開始角。
參照圖1，8，轉子由對稱串聯(lián)的兩段螺桿組成，以從動轉子為例，分為從動轉子第 一螺桿5和從動轉子第二螺桿6兩部分，從動轉子第一螺桿5伸出的連接桿完全貫穿從動 轉子第二螺桿6，另一端與從動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母10螺紋連接保證從動轉子兩螺 桿的軸向定位，使其無法發(fā)生軸向竄動。其中還安裝有周向定位鍵7，兩螺桿圓周方向的定 位通過鍵配合完成。 盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施案例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于 上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普 通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明的宗旨和權利要求所保護的范圍情況下， 還可以做出很多的形式，比如改變機體結構、改變與電機的連接方式等等，這些均在本發(fā)明 的保護范圍之內。
權利要求
一種對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，包括壓縮機機體(17)以及安裝在壓縮機機體(17)內的轉子，其特征在于所說的壓縮機機體(17)內開設有三個相通的腔體，主動轉子第一、二螺桿(16、18)自上而下安裝在壓縮機機體(17)中間的腔體內，且主動轉子第一、二螺桿(16、18)固定連接，中間腔體的兩側對稱的另外兩個腔體分別安裝有與主動轉子第一、二螺桿(16、18)相適應的從動轉子第一螺桿(5、15)、從動轉子第二螺桿(6、19)，在壓縮機機體(17)上、下兩端分別安裝有前排氣軸承座(4)和后排氣軸承座(22)，前排氣軸承座(4)中安裝有主動轉子前置滾動軸承(11)、從動轉子前置滾動軸承(2、13)、主動轉子前置擋油環(huán)(12)和從動轉子前置擋油環(huán)(3、14)，后排氣軸承座(22)中裝有主動轉子后置擋油環(huán)(20)、從動轉子后置擋油環(huán)(8、21)、主動轉子后置滾動軸承(26)、從動轉子后置滾動軸承(9、23)、主動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母(27)和從動轉子軸向定位用鎖緊圓螺母(10、24)，前排氣軸承座(4)和后排氣軸承座(22)的外側安裝有前排氣端蓋(1)和后排氣端蓋(25)。
2. 根據權利要求1所述的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，其特征在于所說的從動轉 子第二螺桿上還設置有防止兩螺桿發(fā)生相對轉動的周向定位鍵(7)。
3. 根據權利要求1所述的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，其特征在于所說的主動轉 子第一、二螺桿(16、18)與從動轉子第一螺桿(5、15)、從動轉子第二螺桿(6、19)均為對稱 串聯(lián)的兩部分，主動轉子第一螺桿(16)與從動轉子第一螺桿(5、15)的螺旋線方向分別與 主動轉子第二螺桿(18)、從動轉子第二螺桿(6、19)的螺旋線方向相反，且在同一平面內相 互嚙合平行裝配在三個相通的腔體內，主動轉子為位于中間的陰轉子，由電動機驅動，從動 轉子為兩個對稱布置在主動轉子兩側的陽轉子。
4. 根據權利要求1所述的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，其特征在于所說的主動轉 子的齒數(shù)大于從動轉子的齒數(shù)，主動轉子與從動轉子具有相同的長度。
5. 根據權利要求1所述的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，其特征在于所說的壓縮機 機體(17)中間開設有與安裝轉子的腔體相連通的第一徑向吸氣孔口 (32)和第二徑向吸氣 孔口 (33);第一徑向吸氣孔口 (32)和第二徑向吸氣孔口 (33)分別位于三轉子軸線所構成 平面的兩側，并且關于主動轉子軸線對稱。
6. 根據權利要求1所述的對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，其特征在于所說的前排氣 軸承座(4)上開設有第一軸向排氣孔口 (34)、第二軸向排氣孔口 (35)，后排氣軸承座(22) 上開設有第三軸向排氣孔口 (36)、第四軸向排氣孔口 (37);第一軸向排氣孔口 (34)與第 四軸向排氣孔口 (37)位于三轉子軸線所構成平面的一側，第二軸向排氣孔口 (35)與第三 軸向排氣孔口 (36)位于三轉子軸線所構成平面的另一側；第一軸向排氣孔口 (34)與第 二軸向排氣孔口 (35)關于主動轉子軸線對稱，第三軸向排氣孔口 (36)與第四軸向排氣孔 口 (37)關于主動轉子軸線對稱，低壓氣體由第一徑向吸氣孔口 (32)和第二徑向吸氣孔口 (33)進入壓縮機，經壓縮后，高壓氣體由第一軸向排氣孔口 (34)、第二軸向排氣孔口 (35)、 第三軸向排氣孔口 (36)和第四軸向排氣孔口 (37)經后排氣端蓋(25)后由壓縮機排氣口 (38)與外接排氣管道相連。
全文摘要
一種對稱串聯(lián)式三轉子螺桿壓縮機，包括一個限定三個平行轉子的壓縮機機體、主動轉子、從動轉子、設置在機體前后兩端的排氣軸承座、擋油環(huán)、滾動軸承、排氣端蓋。三個轉子都是對稱串聯(lián)的。本發(fā)明的特點是多個嚙合區(qū)、較高的排氣量、優(yōu)異的受力特性，中間陰轉子所受徑向力和扭矩相互抵消，三個轉子在工作過程中的軸向力完全平衡，從而可以大幅改善壓縮機的動力性能，減小機械摩擦損失和噴油壓縮機中的粘性摩擦損失，提高機器的運行效率和可靠性。
文檔編號F04C18/16GK101793251SQ20101012430
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權日2010年3月15日
發(fā)明者吳華根, 邢子文, 邱建偉, 陳文卿 申請人:西安交通大學