[發明專利]用于螺桿式壓縮機的轉子

有效

• 申請號: 201080005529.2
• 申請日: 2010-06-07
• 公開（公告）號: CN102301142A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: J·納奇特蓋勒;R·A·M·德博克;S·P·G·德博克
• 申請（專利權）人: 阿特拉斯·科普柯空氣動力股份有限公司
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16;F04C29/00;F04C29/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉志強

技術領域

本發明涉及用于螺桿式壓縮機的轉子。

背景技術

眾所周知，螺桿式壓縮機具有驅動器和螺桿式壓縮機元件，其中驅動器通常為馬達的形式，壓縮機元件具有外殼，在外殼內具有兩個嚙合的轉子，所述轉子中的一個通過或不通過傳動裝置由上述驅動器驅動。

由于轉子的嚙合，在螺桿式壓縮機的操作過程中，流體(諸如空氣)在螺桿式壓縮機元件的入口被吸入，然后所述流體在兩個轉子之間被壓縮，最后在某個出口壓力下在壓縮機元件的出口側被排出。

轉子的嚙合螺桿成形部件被稱作轉子主體。眾所周知，轉子之一為具有葉片的陽轉子的形狀，而另一個轉子為具有凹槽的陰轉子的形狀，其中陽轉子的葉片以已知的方式與所述凹槽嚙合。

為了能夠驅動轉子，轉子主體通常在至少一端上具有軸頸。

泄漏損失引起螺桿式壓縮機的效率降低。為了限制這些泄漏損失，轉子之間的間隙以及轉子與螺桿式壓縮機外殼之間的間隙必須保持盡可能地小。

此外，為了防止發生損傷，優選避免在轉子主體和螺桿式壓縮機的外殼之間發生任何直接接觸，因此轉子不僅必須足夠牢固，而且其剛度還必須足夠大。

由于這個原因，用于螺桿式壓縮機的轉子在傳統上被制成單個部件。

其缺陷是在生產過程中會浪費材料。

這種單個部件的轉子的另一缺陷是整個轉子(即，轉子主體和軸頸)必須用同種材料制造。

然而，轉子的不同部件對所用的材料具有不同的要求。

可以接受的軸頸必須傳遞大的作用力，并且必須具有非常堅固的軸承。

實際上，軸頸本身不能被用作軸承的內環。要做到這一點，不僅需要特殊類型的鋼材，還需要對相應的軸頸進行特殊的磨光。然而，由于對這種特殊類型鋼材的處理更為困難以及其中涉及的成本，整個轉子均利用這種特殊鋼材來制造并不是顯而易見的。

用于螺桿式壓縮機的轉子的轉子主體優選制造成盡可能得輕。這是為了讓轉子在螺桿式壓縮機工作期間具有高轉數所期望的。

根據壓縮機元件的內部壓力比，在壓縮過程中，吸入的流體可能強烈地發熱。這些熱量的一部分借助對流通過轉子排出。因此，轉子的溫度可能在局部上升到非常高的水平。而且，當出現這種相對高的溫度時，仍然必須保證轉子的強度和剛度。

為了避免與外殼發生接觸，同時減少泄漏損失，必須為轉子主體選擇熱膨脹系數低的材料。

單件轉子的另一缺陷是難以在其中提供合適的冷卻通道。雖然能夠提供貫穿整個轉子的中央冷卻通道，但是冷卻效率有限。

毫無疑問，冷卻通道的尺寸不可以導致結構出現顯著的弱化。這樣導致所引入的冷卻通道與轉子外表面之間的距離過大，從而不能實現有效的冷卻。

另一個缺陷是：在只有單個部件(諸如軸頸或轉子主體)受損的情況下，難以或者甚至不能對轉子進行修理。

另一不利之處是，難以將傳感器放到轉子中，例如用于測量振動或溫度。

從上述內容中可以明顯看出，用于螺桿式壓縮機的單件轉子具有一系列缺陷。

發明內容

因此，本發明旨在為缺陷中的至少一個提供一種解決方案。

為此，本發明提供一種用于螺桿式壓縮機的轉子，所述轉子包括轉子主體和軸桿，所述軸桿至少部分伸入或者貫穿所述轉子主體中的位于中央的或大致居中的軸向鉆孔或通道，根據本發明的特定特征，所述軸桿包括伸展元件，轉子主體或其至少一部分通過拉伸元件保持在軸桿上，所述拉伸元件相對于軸桿沿軸向被鎖定或者能夠被鎖定，并且通過所述伸展元件相互連接，其中所述伸展元件在將轉子主體組裝到軸桿上的過程中通過拉伸負載受到預拉伸，并且在鎖定所述拉伸元件并且去除拉伸負載之后，保持受到軸向預拉伸力作用，其中在轉子未被裝入時，所述軸向預拉伸力等于伸展元件材料的屈服強度的至少30％，并且由通過轉子主體或其一部分保持分開的所述拉伸元件實現。

其中，“轉子未被裝入”是指，轉子被組裝但是未被裝入到壓縮機元件中。因此，它涉及這樣一種狀態，其中沒有氣體作用力或任何其它作用力被施加到轉子上，并且轉子處于環境狀態(例如室溫、大氣壓力...)中。

材料的屈服強度在文獻中還被稱作這種材料的屈服點。

單獨制造轉子主體和軸桿所獲得的第一個優點是在生產過程中材料損失更少。