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CN106151031A - 一种无油螺杆空压机 - Google Patents

一种无油螺杆空压机 Download PDF

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Abstract

本发明为一种无油螺杆空压机，包括：腔体、转子，所述转子为同步且相互反向旋转的两根转子轴，所述转子轴两端通过设置在所述腔体内两端的轴承支撑，所述腔体上设置有进气口、排气口，所述真空泵还包括电机转子、电机定子，所述转子轴上固定有电机转子，位于所述腔体内的所述电机转子对应位置上设置有一个共同的电机定子。通过电机定子、转子带动转子轴旋转，大幅简化了结构，同时缩减了密封结构，提高了设备的可靠性。采用变螺距转子，提高了排气压力和温度，解决了传统空压机结构复杂，齿轮传动噪音大、油耗高的技术问题。

Description

一种无油螺杆空压机
技术领域
本发明涉及一种无油螺杆空压机。
背景技术
目前，传统的无油螺杆空压机，其工作原理是电机带动齿轮对做同步反方向运动，齿轮对在油箱内由润滑油润滑，齿轮对带动阴阳螺杆转子对同步反方向运转达到压缩气体的目的。其缺点是：第一，单级螺杆转子对为单级结构，其压缩比不高，所以单泵的排气压力打不上去，最高只能到达5公斤；第二，单级串联后能耗高，后序成本提高。第三，螺杆转子对的腔体和油箱必须有两套价格昂贵的机械密封，同时还要加上油过滤器、油细分离器等配件，需要对这些配件进行定期更换，运行成本提高；第四，齿轮传动，噪声高，成本高。第五，空压机的泵腔需要喷入润滑油，所以对润滑油的质量有一定的要求。润滑油主要是为了密封、冷却、润滑及降噪的作用，这样不但成本增高，同时对有些需要无油的工况，还需要进行除油处理，也增加了使用成本。所以急需一种无油螺杆空压机，来解决传统空压机压缩比低、能耗高、结构复杂、成本高、润滑油使用成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无油螺杆空压机，来解决传统空压机压缩比低、能耗高、结构复杂、成本高、润滑油使用成本高的问题。
本发明采用以下的技术方案：
一种无油螺杆空压机，它包括：腔体(1)、进气口(11)、排气口(12)、轴承；所述腔体(1)内有转子(2)，所述转子(2)的两端通过转子轴(21)支撑在所述的轴承上，其特征在于：所述腔体(1)外的一端设置电机定子(4)，所述电机定子(4)内配置电机转子(3)，所述电机转子(3)连接固定所述转子轴(21)。
所述腔体(1)内有两个转子(2)，所述转子(2)的两端通过各自的转子轴(21)支撑在所述的轴承上，所述腔体(1)外的一端设置一个电机定子(4)，所述的电机定子(4)内配置两个高速、同步反向旋转的电机转子(3)，两个所述的电机转子(3)共用一个所述的电机定子(4)；两个所述的电机转子(3)分别连接固定所述转子轴(21)。
所述电机转子(3)为中空的圆柱状体，所述的转子轴(21)穿入所述的电机转子(3)的中心孔连接固定。
所述的电机定子(4)为中空柱状。
所述的电机转子(3)、电机定子(4)底部紧邻所述的腔体一端，并封堵所述的腔体一端。
两个所述电机转子(3)为结构相同的中空圆柱状体，所述电机定子(4)的截面为“8”字形，两个所述电机转子(3)对称且并排设置于所述电机定子(4)内，所述电机转子(3)分别与所述电机定子(4)截面“8”字形的两个圆同心设置，所述的转子轴(21)穿入所述的电机转子(3)的中心孔连接固定。
所述的腔体两端轴承内端设有密封。
所述转子(2)为变螺距螺杆转子。
所述转子(2)的螺距为渐变状态。
所述螺距由上至下分为五级渐变螺距并且依次减小，由上至下五级螺距比值为1:0.6:0.3:0.3:0.3。
本发明的优点如下：
1.传统的电机传动过程中，通常通过联轴器连接电机、齿轮组，此种机械传动产生大量的能耗。改用本技术方案后，去除了联轴器和齿轮组等机械结构，有效减小了由齿轮组啮合带来的噪音，降低了机械传动本身带来的能量消耗，耗能降低为普通空压机的60％。由于没有齿轮组的机械传动，因此也无需润滑油，减低了制造、使用成本。传动结构的简化进而使密封结构也得以简化，可靠性得以加强。
2.螺杆为变节距螺杆，螺杆的节距是渐变，从而使排气的容积也处于渐变状态，逐级压缩后增大了排气压力并且大幅度降低了排气温度。其容积压缩比提高，所以单泵的排气压力显著提高，可达到10公斤的排气压力，成本降低。
附图说明：
图1为本发明内部结构示意图；
图2为本发明A-A剖面结构示意图；
图3为本发明B-B剖面结构示意图；
图4为本发明变螺距螺杆结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
以下实施例仅是为清楚的发明本所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本发明精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
如图1-4所示，一种无油螺杆空压机，它包括：腔体1、进气口11、排气口12、轴承；所述腔体1内有转子2，所述转子2的两端通过转子轴21支撑在所述的轴承上，其特征在于：所述腔体1外的一端设置电机定子4，所述电机定子4内配置电机转子3，所述电机转子3连接固定所述转子轴21。
所述腔体1内有两个转子2，所述转子2的两端通过各自的转子轴21支撑在所述的轴承上，所述腔体1外的一端设置一个电机定子4，所述的电机定子4内配置两个高速、同步反向旋转的电机转子3，两个所述的电机转子3共用一个所述的电机定子4；两个所述的电机转子3分别连接固定所述转子轴21并带动转子轴21同步反向旋转。
所述电机转子3为中空的圆柱状体，所述的转子轴21穿入所述的电机转子3的中心孔连接固定。
所述的电机定子4为中空柱状。
所述的电机转子3、电机定子4底部紧邻所述的腔体一端，并封堵所述的腔体一端。
两个所述电机转子3为结构相同的中空圆柱状体，所述电机定子4的截面为“8”字形，所述电机定子4内为一个腔，两个所述电机转子3对称且并排设置于所述电机定子4内，所述电机转子3分别与所述电机定子4截面“8”字形的两个圆同心设置，所述的转子轴21穿入所述的电机转子3的中心孔连接固定。
所述的腔体两端轴承内端设有密封。
所述转子2为变螺距螺杆转子。其所述转子2的螺距为渐变状态。为了达到其技术要求的容积比1:0.6:0.3:0.3:0.3，螺距由上至下分为五级渐变螺距并且依次减小，由上至下五级螺距比值为1:0.6:0.3:0.3:0.3。
其工作原理如下：
对所述电机定子进行通电，通电后所述腔体内转子上的所述电机转子形成感应电动势，由于所述电机定子为共同的一个，所以两个电机转子频率相同。电机转子会以同样的频率转动，并带动腔体内转子高速、反向同步旋转，这样就符合了空压机转子轴同步且相互反向旋转的要求，取代了传统的电机、联轴器、齿轮组。
从而，淘汰了传统的电机带动齿轮组，带动腔体转子进行旋转的复杂结构。大幅缩减了结构的复杂性，同时制造成本也大幅缩减。由于没有齿轮等传动部件，原来繁多的密封部件也得以简化。简化后的结构可靠性也随之增强。
传统的电机传动过程中，经常通过联轴器连接电机、齿轮组，产生大量的能耗。另外，齿轮啮合传动过程中，噪音巨大。同时齿轮传动需要真空泵油润滑，真空泵油润滑消耗也很大，导致运行成本升高。采用本发明技术方案的方式使得以上问题都得到了彻底解决，大幅缩小了能耗。
传统的单级螺杆转子对为单级结构，其压缩比不高。一般情况下单泵的排气压力最高为5公斤；为了达到工况要求往往通过多台空压机的串联来达到提高排气压力的目的，虽然勉强达到了技术要求但是机械结构、管线连接、控制系统异常复杂，体积庞大，重量重，成本高昂。采用了变螺距的螺杆转子，等同于集成了多台空压机的串联。简化了机械结构和控制系统，使生产制造成本大幅降低，体积小、重量轻。本发明变节距螺杆的螺距逐级压缩后增大了排气压力的同时大幅度降低了排气温度。其变节距的本质是在同样螺杆直径、螺旋直径的条件下控制其容积的变化。所以其压缩容积比与螺距比相同为1:0.6:0.3:0.3:0.3。达到等效串联的目的。

Claims (10)

1.一种无油螺杆空压机，它包括：腔体(1)、进气口(11)、排气口(12)、轴承；所述腔体(1)内有转子(2)，所述转子(2)的两端通过转子轴(21)支撑在所述的轴承上，其特征在于：所述腔体(1)外的一端设置电机定子(4)，所述电机定子(4)内配置电机转子(3)，所述电机转子(3)连接固定所述转子轴(21)。
2.根据权利要求1所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述腔体(1)内有两个转子(2)，所述转子(2)的两端通过各自的转子轴(21)支撑在所述的轴承上，所述腔体(1)外的一端设置一个电机定子(4)，所述的电机定子(4)内配置两个高速、同步反向旋转的电机转子(3)，两个所述的电机转子(3)共用一个所述的电机定子(4)；两个所述的电机转子(3)分别连接固定所述转子轴(21)。
3.根据权利要求1或2所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述电机转子(3)为中空的圆柱状体，所述的转子轴(21)穿入所述的电机转子(3)的中心孔连接固定。
4.根据权利要求3所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述的电机定子(4)为中空柱状。
5.根据权利要求1或2所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述的电机转子(3)、电机定子(4)底部紧邻所述的腔体一端，并封堵所述的腔体一端。
6.根据权利要求2所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：两个所述电机转子(3)为结构相同的中空圆柱状体，所述电机定子(4)的截面为“8”字形，两个所述电机转子(3)对称且并排设置于所述电机定子(4)内，所述电机转子(3)分别与所述电机定子(4)截面“8”字形的两个圆同心设置，所述的转子轴(21)穿入所述的电机转子(3)的中心孔连接固定。
7.根据权利要求1或2所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述的腔体两端轴承内端设有密封。
8.根据权利要求1或2或6所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述转子(2)为变螺距螺杆转子。
9.根据权利要求8所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述转子(2)的螺距为渐变状态。
10.根据权利要求9所述的一种无油螺杆空压机，其特征在于：所述螺距由上至下分为五级渐变螺距并且依次减小，由上至下五级螺距比值为1:0.6:0.3:0.3:0.3。
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