低負荷啟動螺杆式空壓的製造方法
2023-10-05 19:35:59
低負荷啟動螺杆式空壓的製造方法
【專利摘要】本發明涉及螺杆壓縮機，提供一種低負荷啟動螺杆空壓機，包括具有主腔體的外殼體以及內置於主腔體相互嚙合的二螺杆，於主腔體的內壁上開設有若干旁通孔，外殼體上設有進氣口以及排氣口，各旁通孔位於進氣口以及排氣口之間，外殼體上還設有與各旁通孔連通的副腔體，副腔體內設有用於封堵各旁通孔的閥體，外殼體上設有用於驅使閥體封堵各旁通孔且由動力裝置驅使工作的驅動機構。本發明在動力裝置啟動時，空壓機副腔體與主腔體之間通過旁通孔連通，使得吸入主腔體的部分空氣由旁通孔逸至副腔體，從而可以減小動力裝置啟動負載，使得動力裝置以及空壓機在低溫環境正常啟動，而在啟動正常後，動力裝置則又控制閥體封堵旁通孔，保證空壓機的正常工作。
【專利說明】低負荷啟動螺杆式空壓機
【技術領域】
[0001]本發明涉及螺杆壓縮機，尤其涉及一種低負荷啟動螺杆式空壓機。
【背景技術】
[0002]螺杆式空壓機具有高效能、高效率、免維護以及高可靠度等優點，其可以給各行各業提供優質的壓縮空氣。螺杆式空壓機工作時，雙螺杆在相對嚙合轉動的過程中，兩者之間的齒間體積由小到大，再由大變小，從而使得空壓機先由進氣口不斷吸入空氣，再不斷壓縮由進氣口吸入的空氣，最後由排氣口全部排出。
[0003]一般地，在螺杆式空壓機上設有一用來調節空壓機容積流量的螺旋閥，空壓機的內壁上設有若干用於排放空氣的旁通口，螺旋閥能夠起到封堵各旁通口的作用。在空壓機工作後，可以通過自身調節該螺旋閥打開旁通口來改變排氣量的調節。在空壓機應用中，其通常由柴油機等來進行驅動，但是在一些低溫環境中，柴油機自身的啟動比較困難，而由於空壓機內為密封式，其對柴油機產生的啟動負荷比較大，從而導致壓縮機啟動比較困難，需要反覆操作與等待，目前最主要的解決方法是提高柴油機的低溫啟動性能，增加輔助啟動裝置，提高柴油機油路溫度或添加冷起動液等，比較麻煩。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種低負荷啟動螺杆空壓機，旨在用於解決現有的空壓機低溫環境啟動困難的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的技術方案是:提供一種低負荷啟動螺杆空壓機，包括具有主腔體的外殼體以及內置於所述主腔體由一外設的動力裝置驅使旋轉且相互嚙合的二螺杆，於所述主腔體的內壁上開設有若干旁通孔，所述外殼體上設有用於向所述主腔體內吸氣的進氣口以及用於排出經二所述螺杆壓縮後的空氣的排氣口，各所述旁通孔位於所述進氣口以及所述排氣口之間，所述外殼體上還設有與各所述旁通孔連通的副腔體，於所述動力裝置啟動前所述副腔體與所述主腔體通過各所述旁通孔連通，所述副腔體內設有可用於封堵各所述旁通孔的閥體，所述外殼體上設有於所述動力裝置啟動後用於驅使所述閥體封堵各所述旁通孔且由動力裝置驅使工作的驅動機構。
[0006]具體地，所述閥體包括可與所述副腔體內壁貼合且由所述驅動機構驅使轉動用於封堵各所述旁通孔的迴旋面板，所述迴旋面板具有開口，於所述動力裝置啟動前所述開口正對各所述旁通孔，所述副腔體與所述主腔體連通。
[0007]進一步地,所述閥體還包括由所述驅動機構驅使轉動的旋轉軸,所述旋轉軸通過軸承固定於所述副腔體內，所述迴旋面板與所述旋轉軸連接固定。
[0008]具體地，所述旋轉軸上設有齒道，所述驅動機構包括伸入所述副腔體內與所述齒道嚙合的齒條以及由所述動力裝置驅使工作使得所述齒條沿其長度方向移動的推動件。
[0009]進一步地，所述副腔體內還設有用於抵壓所述齒條背部以使所述齒條與所述齒道嚙合的限位件。[0010]具體地，所述推動件為由所述動力裝置驅使工作的氣缸。
[0011]具體地，各所述旁通孔沿所述螺杆的長度方向依次直線排列，所述迴旋面板的開口邊沿為在所述迴旋面板旋轉時可使各所述旁通孔部分或全部封堵的圓滑的曲線。
[0012]進一步地，所述副腔體與所述進氣口通過一導氣管道連通。
[0013]具體地，所述主腔體包括平行設置相交的二圓柱腔體，二所述螺杆分別位於二所述圓柱腔體內，各所述旁通孔分布於二所述圓柱腔體的其中一相交線的兩側，所述副腔體與該相交線兩側的各所述旁通孔均連通。
[0014]本發明具有下列技術效果:
[0015]本發明中主腔體內置有相互嚙合的螺杆，且由一外設的動力裝置驅使螺杆轉動，一般動力裝置為柴油機，副腔體與主腔體之間通過若干旁通孔連通，副腔體內設有閥體，該閥體在驅動機構的驅使下能夠封堵各旁通孔，而驅動機構由動力裝置控制工作。在啟動動力裝置時，空壓機為該動力裝置的負荷，動力裝置需要帶動二螺杆旋轉，同時迫使空壓機由進氣口吸入空氣，吸入的空氣在主腔體內壓縮，主腔體內壓力增大，進而加大了動力裝置的啟動負荷，在本發明的空壓機中，由於旁通孔打開，使得部分的空氣可以由旁通孔逸至副腔體內，使得空壓機內螺杆的有效壓縮長度減小，從而緩解了主腔體內的空氣壓力，降低動力裝置的啟動負荷，即使在環境溫度較低時，可以保證動力裝置驅使空壓機正常啟動，而在動力裝置啟動完成後，動力裝置又控制驅動機構驅使閥體封堵各旁通孔，使得主腔體內空間密閉，保證後續空壓機由排氣口排出的空氣壓力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例的空壓機無螺杆的結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的空壓機的剖面圖；
[0018]圖3為圖1的空壓機的副腔體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0020]參見圖1-圖3，本發明實施例提供了一種低負荷啟動螺杆式空壓機，包括外殼體I以及相互嚙合的二螺杆2，外殼體I具有主腔體11，二螺杆2均位於主腔體11內，並且其在一外設的動力裝置(圖中未示出)作用下旋轉，一般地動力裝置為柴油機，柴油機的驅動齒輪與其中一螺杆2伸出主腔體11的驅動軸嚙合，在主腔體11的內壁上開設有若干旁通孔12，於外殼體I上還設有進氣口 13以及排氣口 14，進氣口 13與排氣口 14均與主腔體11連通，在二螺杆2旋轉時，外界空氣可以由進氣口 13吸入主腔體11內，並在主腔體11內壓縮，最終由排氣口 14將壓縮後的空氣排出主腔體11，各旁通孔12設於進氣口 13與排氣口 14之間，一般地，進氣口 13與排氣口 14分別設於主腔體11的二端部，各旁通孔12位於二者之間，並沿二螺杆2長度方向依次分布,在外殼體I上還設有一個副腔體15,副腔體15與主腔體11之間通過各旁通孔12進行連通，在副腔體15內設有閥體3，其可用於封堵各旁通孔12，同時在外殼體I上設置一驅動機構4，該驅動機構4在動力裝置的作用下能夠驅使閥體3封堵各旁通孔12。在啟動動力裝置時，空壓機為動力裝置的啟動負載，動力裝置需要帶動二螺杆2旋轉，同時主腔體11吸收外界的空氣，並對該部分空氣壓縮，增大主腔體11內氣壓，從而增大了動力裝置的啟動負載。在本實施例中，主腔體11與副腔體15之間通過若干旁通孔12連通，這樣氣體在運動至旁通孔12附近時，部分氣體可以經旁通孔12逸至副腔體15內，只有當二螺杆2之間的接觸線移動至靠近排氣口 14的旁通孔12的末端時，剩下的氣體才被完全封閉起來，空壓機的氣體壓縮過程從這一點才真正開始，對此使得二螺杆2的有效壓縮長度由於旁通孔12的打開而大大減少，空壓機內的容積流量也隨之減少，又因為空壓機的軸功率與容積流量成正比，從而使得空壓機的軸功率大大降低，進而動力裝置的啟動負載不至於過大，即使在環境溫度較低時，可以保證動力裝置正常啟動，且在動力裝置與空壓機均正常啟動後，動力裝置開始控制驅動機構4工作，驅動機構4驅使閥體3封堵各旁通孔12，保證主腔體11內氣體壓強，空壓機能正常工作，正常情況下，當動力裝置啟動時，在空壓機內各旁通孔12打開的情況下，空壓機的軸功率可以降低26.3%。一般地，副腔體15不是一個密閉空間，其也設有氣體出口，由主腔體11逸至其內的氣體，可以經由副腔體15的氣體出口流出，以避免副腔體15內的氣體壓強過大。
[0021]對於閥體3其包括一個迴旋面板31，該迴旋面板31與副腔體15的內壁151貼合，且在驅動機構3的作用下，迴旋面板31可以在副腔體15內進行旋轉能夠形成對各旁通孔12的封堵，迴旋面板31還開設開口 311，在動力裝置啟動前，該開口 311正對各旁通孔12，主腔體11與副腔體15連通。在這種結構中，主腔體11內產生的壓縮氣體可以由旁通孔12再經迴旋面板31上的開口 311進入副腔體15內，且在動力裝置控制驅動機構4作用下，迴旋面板31發生旋轉，使得其開口 311位置發生偏離，進而可以使得迴旋面板31沒有開口處能夠封堵各旁通孔12。一般地，副腔體15為圓柱型腔體，迴旋面板31也為柱形面，這樣可以使得迴旋面板31在副腔體15內方便旋轉，同時迴旋面板31與副腔體15的內壁151之間也可以貼合較完全，以保證在閥體3封堵旁通孔12時，各旁通孔12均關閉完全，主腔體11不會產生氣體洩漏的情況。當然閥體3還可以採用一推桿推動其沿副腔體15的徑向移動，進而閥體3 —表面與副腔體15的內壁151貼合實現對各旁通孔12的封堵。
[0022]優化上述實施例，閥體3還設有一旋轉軸32，旋轉軸32的二端部分別穿設二軸承33使其固定在副腔體15的內壁151上，旋轉軸32與迴旋面板31之間固定連接，迴旋面板31的二端部分別設置一端面板34，旋轉軸32依次穿設二端面板34，從而實現了迴旋面板31與旋轉軸32之間的固定連接，當然這三者之間也可採用一體成型工藝完成，驅動機構4用於驅使旋轉軸32轉動，從而帶動迴旋面板31繞旋轉軸32轉動。旋轉軸32的外表面與迴旋面板31的內表面之間具有一定的間隙，旋轉軸32、端面板34以及迴旋面板31三者圍設形成一定的容納空間，該空間與副腔體15連通，壓縮氣體經旁通孔12以及迴旋面板31上的開口 311進入該空間，再由該空間進入副腔體15內。在該閥體3結構中，驅動機構4作用旋轉軸32轉動比較方便，實現結構較簡單。在旋轉軸32的端面位置上還應設有一指示孔321，該指示孔321位於旋轉軸32端面的偏心位置，並且其與迴旋面板31的開口 311位置相對應，在安裝閥體3時，通過該指示孔321的指示方向可以確定迴旋面板31的開口 311所處位置，以使在安裝閥體3時，迴旋面板31的開口 311與旁通孔12的位置相對應，可以提高閥體3的安裝效率。
[0023]具體參見圖2以及圖3，在旋轉軸32上環設有一齒道322，對應地，驅動機構4則包括伸入副腔體15內與該齒道322嚙合的齒條41，在齒條41的一端設有推動件42，該推動件42在動力裝置的控制作用下能夠使得齒條41沿其長度方向移動，進而可以驅動旋轉軸32轉動。在旋轉軸32中齒道322的位置一般設於軸承33與端面板34之間，即驅動機構4的齒條41也由軸承33與端面板34之間伸入副腔體15內，這樣在其移動驅使旋轉軸32轉動的過程中，齒條41不會對迴旋面板31的轉動造成幹涉。在外殼體I內還設有一槽道(圖中未示出)，該槽道連通至副腔體15，齒條41 一端與推動件42連接，另一端伸入該槽道內，當然齒條41與齒道322還保持嚙合狀態，即在齒條41移動的過程中，齒條41的部分結構在該槽道內滑動，這是用於使得齒條41的端部均具有一定的支撐，保證齒條41在嚙合移動的過程中不會出現上下晃動，齒條41與齒道322之間嚙合比較穩定。一般地，推動件42可以為一氣缸，該氣缸在動力裝置的控制作用下伸縮，進而實現齒條41的移動，當然推動件也可以為在動力裝置作用下沿一定軌跡移動的推桿，通過推桿的移動實現齒條41的移動。
[0024]繼續優化上述實施例，在副腔體15內還設置一限位件152，該限位件152 —端固定於副腔體15的內壁151上，另一端用於抵壓齒條41的背部。通過限位件152的抵擋作用，限制齒條41在嚙合移動的過程中在垂直其移動的方向上出現過大的偏移，避免齒條41與齒道322之間的嚙合出現脫離。一般地，可將限位件152採用螺栓或彈性件等，在使用螺栓時，螺栓與齒條之間可以具有較小的間隙，齒條41存在一定的晃動範圍，當限位件152採用彈性件時，彈性件可以處於壓縮狀態，這樣在齒條41移動的過程中，限位件152可以對齒條41施以一定的抵頂效果，使得齒條41不會在垂直其移動的方向上出現過大的偏移，進一步保證齒條41與齒道322之間嚙合的穩定性，同時還因為限位件152的彈性作用，其對齒條41的作用力不至於過大，不會過多影響齒條41沿其長度方向的移動。
[0025]進一步地，將各旁通孔12沿螺杆2的長度方向依次排列為一直線，對此將迴旋面板31上開設的開口 311邊沿設為圓滑曲線，該圓滑曲線沿迴旋面板31的一端至另一端的方向迴轉延伸，即開口 311邊沿不為直線，這樣在旋轉迴旋面板31時，開口 311逐漸偏離與其對應的旁通孔12位置，由於開口 311的邊沿為圓滑的曲線，各旁通孔12不會同時出現封堵閉合，對此即可以通過調節齒條41的移動，可以旋轉迴旋面板31使得部分的旁通孔12處於封堵狀態，而一部分的旁通孔12則處於打開狀態。由於在空壓機正常的工作中，常常需要將封堵狀態的旁通孔12打開實現容積流量的調節，本閥體3中迴旋面板31的這種開口 311結構可以使得主腔體11內容積流量更具有可調節性。當然這種曲線型的開口 311結構，在旋轉迴旋面板31時，可以實現對各旁通孔12的全部封堵或全部打開。
[0026]再次參見圖2，繼續優化上述實施例，在外殼體I上還設置一導氣管道16，導氣管道16連通副腔體15與進氣口 13。在啟動動力裝置時，由進氣口 13吸入的空氣具有部分將由旁通孔12逸至副腔體15內，然後該部分氣體又經該導氣管道16至進氣口 13，再次進入主腔體11內，主腔體11與副腔體15之間形成氣體循環，這樣不但可以避免副腔體15內出現氣體膨脹，還可以防止逸至副腔體15內具有一定壓強的氣體由空壓機直接逸出造成安全事故。
[0027]再次參見圖1，對於主腔體11的結構，其包括二圓柱腔體11，該二圓柱腔體111平行設置並且相交，並且具有兩條平行的相交線112，將各旁通孔12分別設於其中一相交線112的兩側，即在每一圓柱腔體11的內壁上均開設有旁通孔12，當然分設於兩側的旁通孔12也依次排列為一直線，將副腔體15開設於正對該相交線112的位置，同時位於該相交線112兩側的各旁通孔12均與副腔體15連通，這種結構，可以使得主腔體11與副腔體15之間的連通較為簡單，方便加工。
[0028]以上所述僅為本發明較佳的實施例而已，其結構並不限於上述列舉的形狀，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種低負荷啟動螺杆空壓機，包括具有主腔體的外殼體以及內置於所述主腔體由一外設的動力裝置驅使旋轉且相互嚙合的二螺杆，於所述主腔體的內壁上開設有若干旁通孔，所述外殼體上設有用於向所述主腔體內吸氣的進氣口以及用於排出經二所述螺杆壓縮後的空氣的排氣口，各所述旁通孔位於所述進氣口以及所述排氣口之間，其特徵在於:所述外殼體上還設有與各所述旁通孔連通的副腔體，於所述動力裝置啟動前所述副腔體與所述主腔體通過各所述旁通孔連通，所述副腔體內設有可用於封堵各所述旁通孔的閥體，所述外殼體上設有於所述動力裝置啟動後用於驅使所述閥體封堵各所述旁通孔且由動力裝置驅使工作的驅動機構。
2.如權利要求1所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述閥體包括可與所述副腔體內壁貼合且由所述驅動機構驅使轉動用於封堵各所述旁通孔的迴旋面板，所述迴旋面板具有開口，於所述動力裝置啟動前所述開口正對各所述旁通孔，所述副腔體與所述主腔體連通。
3.如權利要求2所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述閥體還包括由所述驅動機構驅使轉動的旋轉軸，所述旋轉軸通過軸承固定於所述副腔體內，所述迴旋面板與所述旋轉軸連接固定。
4.如權利要求3所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述旋轉軸上設有齒道，所述驅動機構包括伸入所述副腔體內與所述齒道嚙合的齒條以及由所述動力裝置驅使工作使得所述齒條沿其長度方向移動的推動件。
5.如權利要求4所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述副腔體內還設有用於抵壓所述齒條背部以使所述齒條與所述齒道嚙合的限位件。
6.如權利要求4所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述推動件為由所述動力裝置驅使工作的氣缸。
7.如權利要求2所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:各所述旁通孔沿所述螺杆的長度方向依次直線排列，所述迴旋面板的開口邊沿為在所述迴旋面板旋轉時可使各所述旁通孔部分或全部封堵的圓滑的曲線。
8.如權利要求1-7任一項所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述副腔體與所述進氣口通過一導氣管道連通。
9.如權利要求1-7任一項所述的低負荷啟動螺杆空壓機，其特徵在於:所述主腔體包括平行設置相交的二圓柱腔體，二所述螺杆分別位於二所述圓柱腔體內，各所述旁通孔分布於二所述圓柱腔體的其中一相交線的兩側，所述副腔體與該相交線兩側的各所述旁通孔均連通。
【文檔編號】F04C18/00GK103790824SQ201410028090
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月21日 優先權日:2014年1月21日
【發明者】劉慶衛, 蔡俊明, 任蕾, 胡慶玉, 毛以兵 申請人:深圳壽力亞洲實業有限公司