[發明專利]環形單螺桿壓縮機

有效

• 申請號: 201610668994.3
• 申請日: 2016-08-15
• 公開（公告）號: CN106194727B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 歐陽新萍;李倩;舒濤;高文通;劉冰翛
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F04C18/107
• 分類號: F04C18/107
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種單螺桿壓縮機，尤其是一種環形單螺桿壓縮機。

背景技術

單螺桿壓縮機是一種效率較高的氣體壓縮機，主要部件是螺桿、星輪和氣缸。有別于雙螺桿壓縮機，單螺桿壓縮機只有一根螺桿；雙螺桿壓縮機是2根螺桿相互嚙合，單螺桿壓縮機則是單一螺桿和星輪嚙合。如圖1所示，顯示了單螺桿壓縮機的工作原理：螺桿軸和星輪軸相互垂直，星輪齒嵌入螺旋槽中，將螺旋槽的空間分割；螺桿的轉動帶動星輪轉動；隨著螺桿的轉動，被星輪分割的螺旋槽空間周期性的發生增大、縮小的變化；空間增大的過程就是吸氣過程（圖1a）、空間縮小的過程就是壓縮過程（圖1b）、排氣過程（圖1c）。由于星輪齒的運動軌跡是圓周運動，其齒頂離螺桿軸線的距離在運轉過程中時刻發生變化，為了兩者的嚙合，星輪和螺桿的齒槽型線變得非常復雜，設計和加工的成本非常高；這也是單螺桿壓縮機比雙螺桿壓縮機應用得少的原因之一。如果能通過合適的方法改變壓縮和嚙合方式、使得星輪和螺桿的嚙合型線變得簡單、易加工，這將促進單螺桿壓縮機的發展、推動單螺桿壓縮機的應用。

發明內容

本發明提出一種環形單螺桿壓縮機，目的是改變現有的單螺桿壓縮機嚙合型線復雜，部件的設計和加工技術難度高、成本高的特點，使得單螺桿壓縮機的部件結構簡單、制造方便、加工成本低。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種環形單螺桿壓縮機，包括氣缸、環形螺桿、星輪，所述環形螺桿，呈圓環形，具有多個螺旋齒、螺旋槽和凸臺，每條螺旋槽上設有由兩個凸臺，兩個凸臺在環形螺桿圓周上相隔180^o布置，將每條螺旋槽分隔成兩個相等的空間； 所述氣缸由兩個半圓環形氣缸組成，氣缸的缸體橫截面為圓形；半圓環形氣缸的兩端外表面分別設有由環形管和管口組成的吸氣口和排氣口，環形管與氣缸內部導通，管口排氣或進氣，排氣管口設排氣閥；所述星輪包含外圈、輻條、彈簧和星輪齒；輻條、彈簧和星輪齒的數量與螺旋齒的數量相同；輻條的一端與外圈連接，另一端插入星輪齒內的輻條槽內；彈簧與輻條附著在一起，一端與外圈連接，另一端與星輪齒外側連接；外圈內側與輻條相連，外圈外側設有皮帶輪槽道；所述環形螺桿置于兩個半圓環形氣缸內，環形螺桿的螺旋齒頂部齒面與氣缸內壁成間隙配合；兩個半圓環形氣缸的兩端相接處分別裝有星輪，且星輪的星輪齒的外形與環形螺桿的螺旋槽相配合，兩個星輪相對于半圓環形氣缸周向固定，并可在垂直于半圓環形氣缸的平面旋轉；所述環形螺桿的凸臺頂部與螺旋齒頂部齊平，使得凸臺、螺旋槽、氣缸內壁、星輪齒之間構成壓縮空間或吸氣空間；所述星輪與環形螺桿嚙合，星輪的轉動帶動環形螺桿轉動，使得螺旋槽中的凸臺周期性的靠近和離開星輪齒，形成壓縮、排氣和吸氣過程。

所述螺旋齒的橫截面為矩形，螺旋齒與氣缸的缸體內表面構成的螺旋槽空間的橫截面形狀為梯形。所述螺旋齒的數量為4條。每條螺旋槽中，等間距布置有兩個凸臺，將每條螺旋槽分隔成兩個相等的空間。星輪齒與螺旋槽相配合的外表面為梯形、矩形、平行四邊形中的任一種。

本發明的有益效果是：

本發明的環形單螺桿壓縮機，采用新結構的螺桿和星輪，改變了傳統單螺桿壓縮機的壓縮和嚙合方式、使得星輪和螺桿的嚙合型線變得簡單、易加工，具有部件結構簡單、制造方便、加工成本低的特征，并可實現良好的排氣連續性，適用于各種氣體的壓縮。

附圖說明

圖1是常規單螺桿壓縮機的工作原理示意圖；

其中a）為吸氣過程，b）為壓縮過程，c）為排氣過程；

圖2是本發明的環形單螺桿壓縮機的整體結構示意圖；

圖3是環形螺桿結構示意圖；

圖4是氣缸及排氣口、吸氣口的示意圖；

圖5是星輪的結構示意圖；

圖6是圖5的左視圖；

圖7是螺桿與星輪組合的主視圖

圖8是圖7中沿A-A剖視圖；

圖9是圖7中沿B-B剖視圖；

圖10是螺桿與星輪組合的側視示意圖；

圖11是螺桿與星輪組合的立體示意圖；

圖12是螺桿與星輪嚙合的示意圖；

圖13是凸臺外形及作用平面示意圖；

圖14是凸臺外形及作用立體示意圖。