螺杆压缩机及其多级螺杆传动结构的制作方法

本发明涉及压缩设备技术领域，特别涉及一种螺杆压缩机及其多级螺杆传动结构。

背景技术：

随着对压缩机压缩量的提高，多级螺杆压缩机的应用也越来越广泛。

以单机双级螺杆压缩机为例，其适用于冷冻冷藏、低温环境实验室等蒸发温度较低且冷量需求大的场所。

目前，单机双级螺杆压缩机具有两级转子组，包括低压级阳转子及高压级阳转子。低压级阳转子的一端与驱动装置连接，低压级阳转子的另一端与高压级阳转子的一端通过联轴器连接。由于两级转子采用联轴器连接的形式，使得两级转子组的配合长度较长，使得压缩机的整体结构过长，在压缩机的体积较大而结构松散的同时，使得压缩机整体运行噪音及振动较高。

因此，如何提高压缩机的结构紧凑性，减小噪音及振动，是本技术领域人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种多级螺杆传动结构，以提高压缩机的结构紧凑性，减小噪音及振动。本发明还公开了一种螺杆压缩机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种多级螺杆传动结构，包括多级转子组，所述转子组包括相互配合的阳转子及阴转子，多级所述转子组中的一个阳转子为用于与驱动装置的驱动端转动连接的第一阳转子，相邻两个所述转子组中，前一级所述转子组中的阳转子和/或阴转子及后一级所述转子组中的阳转子上均具有同轴设置的齿轮，前一级所述转子组中的阳转子直径大于后一级所述转子组中的阳转子直径；

相邻两个所述转子组的所述齿轮互相啮合。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，所述转子组的数量为两级。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，所述齿轮位于所述转子组的转子的端部。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，相邻两级所述转子组中配合传动的转子分别为主动转子及被动转子；

所述主动转子及所述被动转子的相对端设置有所述齿轮。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，与相邻两个所述阳转子配合的两个阴转子位于所述阳转子的同一侧。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，所述转子组的转子的外壁上具有外螺纹段，所述齿轮具有与所述外螺纹段相配合的内螺纹孔。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，还包括与所述外螺纹段配合，用于避免所述齿轮滑脱的锁紧螺母。

优选地，上述多级螺杆传动结构中，所述第一阳转子为低压级阳转子。

本发明还提供了一种螺杆压缩机，包括压缩机壳体及位于所述压缩机壳体内部的多级螺杆传动结构，所述多级螺杆传动结构为如上述任一项的多级螺杆传动结构。

优选地，上述螺杆压缩机中，所述压缩机壳体的数量为多个且与所述转子组一一对应。

优选地，上述螺杆压缩机中，还包括设置于所述压缩机壳体上，用于调节所述齿轮位置的调节孔；

所述调节孔与所述齿轮对应设置。

优选地，上述螺杆压缩机中，所述调节孔为补气孔。

本发明提供的多级螺杆传动结构，多个阳转子中的一个为第一阳转子，第一阳转子用于与驱动装置的驱动端转动连接，以便于对多个阳转子提供转动力，前一级转子组中的阳转子直径大于后一级转子组中的阳转子直径。相邻两级转子组的齿轮相互啮合。通过上述设置，使得多级转子组中的阳转子均转动。由于相邻两级转子组通过齿轮啮合而完成传动，避免设置联轴器，因此，相邻两级转子组中的转子无需同轴对齐也可以配合传动，有效降低了多级转子组配合传动的整体长度，减小了压缩机的整体结构，有效提高了压缩机的结构紧凑性，并且，降低了压缩机整体运行的噪音及振动，同时有效提高运行齿轮寿命及运行稳定性。

本发明还提供了一种具有上述多级螺杆传动结构的螺杆压缩机。由于上述多级螺杆传动结构具有上述技术效果，具有上述多级螺杆传动结构的螺杆压缩机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多级螺杆传动结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的齿轮的侧视示意图；

图3为本发明实施例提供的螺杆压缩机的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的多级螺杆传动结构的侧视示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种多级螺杆传动结构，以提高压缩机的结构紧凑性，减小噪音及振动。本发明还公开了一种螺杆压缩机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所述，本发明实施例提供了一种多级螺杆传动结构，包括多级转子组，转子组包括相互配合的阳转子及阴转子，多级转子组具有多个阳转子及与阳转子一一对应的阴转子，多个阳转子中的一个阳转子为第一阳转子1，第一阳转子1用于与驱动装置的驱动端转动连接。在相邻两级转子组中，前一级转子组中的阳转子和/或阴转子及后一级转子组中的阳转子上均具有同轴设置的齿轮3；相邻两级转子组的齿轮3互相啮合。

即，本发明实施例中，可以在两个阳转子上设置齿轮3，这两个阳转子分别为前一级转子组中的阳转子及后一级转子组中的阳转子。通过两个阳转子上的齿轮3互相啮合，实现相邻两级转子组的齿轮3互相啮合，实现相邻两级转子组之间的传动。

也可以在前一级转子组中的阴转子及后一级转子组中的阳转子上设置齿轮3。通过一个阴转子与一个阳转子上的齿轮3互相啮合，实现相邻两级转子组的齿轮3互相啮合，实现相邻两级转子组之间的传动。

还可以在前一级转子组中的阳转子和阴转子上均设置齿轮3，即，前一级转子组中具有两个齿轮3；并且，在后一级转子组中的阳转子上设置齿轮3，通过将后一级转子组中的阳转子上的齿轮3与前一级转子组中的两个齿轮3相互啮合，该方案还可以进一步提高齿轮3啮合的精准度及传动的稳定度。

本发明实施例提供的多级螺杆传动结构，多个阳转子中的一个为第一阳转子1，第一阳转子1用于与驱动装置的驱动端转动连接，以便于对多个阳转子提供转动力。相邻两级转子组的齿轮3相互啮合。通过上述设置，使得多级转子组中的阳转子均转动。由于相邻两级转子组通过齿轮3啮合而完成传动，避免设置联轴器，因此，相邻两级转子组中的转子无需同轴对齐也可以配合传动，有效降低了多级转子组配合传动的整体长度，减小了压缩机的整体结构，有效提高了压缩机的结构紧凑性，并且，降低了压缩机整体运行的噪音及振动。

可以理解的是，齿轮3可以通过螺杆压缩机内现有的冷冻油进行润滑与冷冻，保证运行安全与零件使用寿命。并且，相邻两级转子组中，前一级转子组为靠近驱动装置的转子组，后一级转子组为远离驱动装置的转子组。驱动装置传递的驱动力由前一级转子组传递给后一级转子组。

如图1所示，阳转子的数量为两个。因此，转子组的数量为两级，即，本实施例中的多级螺杆传动结构为双级螺杆传动结构。在本实施例中，两个阳转子为第一阳转子1及第二阳转子2，还包括与第一阳转子1配合的第一阴转子5及与第二阳转子2配合的第二阴转子6。

在本实施例中，第一阳转子1用于与驱动装置的驱动端转动连接，第一阳转子1上的齿轮3与第二阳转子2上的齿轮3啮合，进而使得第一阳转子1转动时带动第二阳转子2转动。

也可以在第一阴转子5及第二阳转子2上设置齿轮3，第一阴转子5上的齿轮3与第二阳转子2上的齿轮3相互啮合。

也可以将阳转子的数量为三个，即，在第一阳转子1及第二阳转子2中间还具有中间阳转子，中间阳转子上可以设置两个齿轮3，分别与第一阳转子1及第二阳转子2上的齿轮3啮合；也可以设置一个齿轮3，与第一阳转子1及第二阳转子2上的齿轮3共同配合。

如图1及图2所示，为了避免阳转子存在轴向力，齿轮3优选为圆柱直齿轮。

也可以将齿轮3设置为圆柱斜齿轮；或者，将齿轮3设置为圆锥直齿轮3；或者，将齿轮3设置为圆锥斜齿轮3。

在本实施例中，齿轮3位于转子组的转子的端部。其中，上述转子组的转子为设置有齿轮的阳转子或阴转子。以阳转子上设置有齿轮3为例，齿轮3设置于阳转子的端部，使得齿轮3远离阳转子的螺杆段，进而避免了阳转子上的齿轮3与阴转子之间的相互干涉。

优选地，相邻两级转子组中配合传动的转子分别为主动转子及被动转子；主动转子及被动转子的相对端设置有齿轮3。如图1所示，第一阳转子1带动第二阳转子2转动，因此，第一阳转子1为主动转子，第二阳转子2为被动转子。其中，第一阳转子1与第二阳转子2的相对端设置有齿轮3，使得第一阳转子1及第二阳转子2沿远离驱动装置的方向排列，方便了压缩机壳体的设置，也方便了第一阳转子1及第二阳转子2的相互配合。

也可以将齿轮3设置于主动转子(第一阳转子1)及被动转子(第二阳转子2)的同侧端，以便于第一阳转子1及第二阳转子2沿垂直于阳转子轴线的方向排列。

与相邻两个阳转子配合的两个阴转子位于阳转子的同一侧。本实施例中，第一阴转子5与第一阳转子1配合，第二阴转子6与第二阳转子2配合，第一阴转子5及第二阴转子6位于第一阳转子1及第二阳转子2的同一侧。如图1所示，第一阴转子5位于图中第一阳转子1的下方，第二阴转子6位于图中第二阳转子2的下方。以便于使得第一阴转子5与第一阳转子1之间配合的间隙(第一压缩腔)及第二阴转子6与第二阳转子2之间配合的间隙(第二压缩腔)相对设置，方便了压缩机壳体的布置。也可以将两个阴转子分别位于阳转子的两侧，在此不再详细介绍且均在保护范围之内。

转子组的转子的外壁上具有外螺纹段，齿轮3具有与外螺纹段相配合的内螺纹孔。即，齿轮3与阳转子螺纹配合连接，进一步提高了齿轮3与阳转子的连接稳定性。也可以在齿轮3上设置光孔，阳转子与光孔过盈或过度配合。还可以采用其他方式，仅需确保齿轮3与阳转子共同转动即可。其中，上述转子组的转子为设置有齿轮的阳转子或阴转子。

如图1所示，本发明实施例提供的多级螺杆传动结构中还包括锁紧螺母，锁紧螺母与转子的外螺纹段配合，用于避免齿轮3滑脱。通过设置锁紧螺母，进一步提高了齿轮3在转子上的固定稳定性，避免齿轮3从转子上滑脱。

在本实施例中，第一阳转子1上具有用于与驱动装置的驱动端配合连接的转子键槽；转子键槽内具有与其相配合的转子键11。即，第一阳转子1通过转子键11与驱动装置的驱动端连接。也可以将驱动装置的驱动端与第一阳转子1通过齿轮传动，在此不再详细介绍。

上述驱动装置优选为电机。

在本实施例中，第一阳转子1为低压级阳转子。如图1及图4所示，第一阳转子1为低压级阳转子，因此，第二阳转子2为高压级阳转子，为了与压缩量相匹配，第一阳转子1的直径大于第二阳转子2的直径，其中，第一阳转子1为前一级转子组中的阳转子，第二阳转子2为后一级转子组中的阳转子，由于前一级转子组中的阳转子直径大于后一级转子组中的阳转子直径，且结合齿轮传动，使得两级压缩压比相等时，前一级转子组中的阳转子和后一级转子组中的阳转子受力达到平衡，可有效降低振动噪音。具体的，工作时，前一级转子组压缩后压力增大，介质体积减少，此时前一级转子组位置体积流量大于后一级转子组位置体积流量，但质量流量相等，根据质量守恒原理，前一级转子组中的阳转子直径大于后一级转子组中的阳转子直径时，两级排量根据用户需求达到最佳配比，而前一级转子组和后一级转子组的转子容量匹配时，不会因为中间容量过多导致压力憋大或者容量过小导致低压级吸气压力偏低，两级压比相等，受力接近，从而受力平衡，此时连接齿轮处受力最小，更有利于第一阳转子1与第二阳转子2的配合传动，有效提高运行齿轮寿命及运行稳定性。

本发明实施例还提供了一种螺杆压缩机，包括压缩机壳体及位于压缩机壳体内部的多级螺杆传动结构，多级螺杆传动结构为如上述任一种多级螺杆传动结构。由于上述多级螺杆传动结构具有上述技术效果，具有上述多级螺杆传动结构的螺杆压缩机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

多级螺杆传动结构的阳转子和/或多级螺杆传动结构的阴转子通过轴承架设于压缩机壳体内，以便于提高转动稳定性，减少摩擦损失。

压缩机壳体包括低压级压缩机壳体及高压级压缩机壳体。

如图3所示，第一阳转子1与第一阴转子5安装在低压级压缩机壳体内。第一阳转子1通过转子键11与驱动装置(电机)连接，第一阳转子1及与第一阴转子5的一端通过低压级排气轴承组8固定在低压级压缩机壳体的排气轴承座内。第一阳转子1及与第一阴转子5的另一端(靠近驱动装置的一端)通过低压级吸气轴承组7固定在低压级压缩机壳体的吸气轴承座内。

第二阳转子2与第二阴转子6安装在高压级压缩机壳体内，第二阳转子2与第二阴转子6的一端通过高压级排气轴承组10固定在高压级压缩机壳体的排气轴承座内。第二阳转子2与第二阴转子6的另一端(靠近第一阳转子1的一端)通过高压级吸气轴承组9固定在高压级压缩机壳体的吸气轴承座内。

安装时，先将低压级转子组组装好(第一阳转子1、第一阴转子5及轴承等部件安装于低压级压缩机壳体内)，再将高压级转子组组装好(第二阳转子2、第二阴转子6及轴承等部件安装于高压级压缩机壳体内)，调整第一阳转子1上的齿轮3与第二阳转子2上的齿轮3的位置，使得两个齿轮3相互啮合，再将低压级压缩机壳体与高压级压缩机壳体对准并连接安装。

通过上述设置，压缩机壳体的数量为多个且与转子组一一对应。即，压缩机壳体包括低压级压缩机壳体及高压级压缩机壳体。通过上述设置，可以看出方便了压缩机的组装。也可以设置一个压缩机壳体，将多级转子组安装于同一个压缩机壳体内。

本发明实施例提供的螺杆压缩机，还包括设置于压缩机壳体上的调节孔，调节孔用于调节齿轮3位置，因此，调节孔与齿轮3对应设置。螺杆压缩机安装后，可利用工具由调节孔对齿轮3的位置进行再次调整，以保证安装精度。

优选地，调节孔为补气孔。以便于提高调节孔的应用范围。

如图4所示，第一阳转子1与第二阳转子2可以不在同一水平面上。当然，也可以将第一阳转子1与第二阳转子2设置于同一水平面上。上述水平面为螺杆压缩机正常工作状态下的水平面。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。