专利名称：新型节能单螺杆压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型节能单螺杆压缩机，属于压缩机类，主要供动力(如空气压缩机)、冷冻、空调、热泵和压缩各种化工气体的工艺压缩机用。
单螺杆压缩机亦称蜗杆压缩机，现有技术的单螺杆压缩机的结构见
图1，主要由一个螺杆1和两个星轮2及机体6组成。通常螺杆的头数为6，星轮齿数为11。压缩比越大螺杆的头数越多。因星轮对称安装，螺杆受力完全平衡，单螺杆压缩机由此具有振动小、噪音低、可靠性好、寿命长、能在高压下工作等优点。螺杆回转一周六个螺槽均有两次啮合，共有12次吸、排气，因此单螺杆压缩机气流脉动小、排气量大、体积小。由于结构简单，特别容易实现自动或电脑控制。作为空气压缩机、工艺压缩机、冷冻机、空调机和热泵等，广泛用于石油、化工、机械、冶金、矿山、机车、舰船、食品和制药等领域。美国海军对现有的各种压缩机作了大量的论证与对比以后认为单螺杆压缩机是舰船的最佳压缩机，是潜水艇用高压无油压缩机的唯一选择。由于国外封锁技术，单螺杆压缩机是我国唯一未能引进的高档机种。
单螺杆压缩机比双螺杆压缩机具有振动小和噪音低等优点，唯一的缺点是节能优势不明显，小排量时还处于劣势。为了降低单螺杆压缩机的能耗，世界各国作出了巨大的努力，然而成效不大。申请人突破了螺杆、星轮的齿形、高精度加工技术和高精度专用机床等关键技术后曾申报了《节能单螺杆压缩机》专利(实用新型申请号99248828.1实用新型专利申请号99122110.9)。该专利采用“非等宽齿”技术，方法简单、节能效果明显，而且能减少压缩机的体积和重量。由于增大了啮合面积，提高了星轮托架的刚性，啮合副的寿命相应提高，单螺杆压缩机因此成为节能、长寿压缩机。该专利申请的批准将使我国的单螺杆压缩机技术居世界领先地位，为大批量出口单螺杆压缩机创造良好的条件。其不足之处在于节能效果仍不够理想。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种节能效果更佳的新型节能单螺杆压缩机。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到本实用新型由主轴、机体、星轮和螺杆组成，螺杆的外形为锥面。
螺杆锥面的半锥角小于或等于45度。
锥面的母线可以是直线、曲线、折线或它们的任意组合。
螺杆的外形是锥面或锥面与圆柱面的组合。
附图的图面说明如下
图1为现有技术的结构图；图2为现有技术的CC、CP、PC、PP的四种型式的图；图3为现有技术的吸气、压缩和排气的结构图；图4为现有技术的螺杆和星轮的局部剖面图；图5为本实用新型的螺杆和星轮的局部剖面图，表示出螺杆锥面的母线为直线；图6为本实用新型的螺杆和星轮的局部剖面图，表示出锥面和圆柱面的母线为直线；图7为本实用新型的螺杆局部剖面图，表示出锥面的母线为曲线；图8为本实用新型的螺杆局部剖面图，表示出锥面的母线为曲线，圆柱面母线为直线；图9为本实用新型的螺杆局部剖面图，表示出锥面的母线为折线；
图10为本实用新型的螺杆局部剖面图，表示出锥面的母线为折线，圆柱面母线为直线。
附图件号表示1、螺杆 2、星轮3、主轴4、排气孔口5、吸气腔6、机体7、螺杆8、星轮下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述单螺杆压缩机的螺杆和星轮都有C型(圆柱形)和P型(平面形)两种形状。由此组成了图2所示CC、CP、PC、PP四种形式的单螺杆压缩机。其中，PP型因螺杆的半锥角接近90度，轴向力大，因平衡过大的轴向力必须将两个螺杆组合起来使用等原因，PP型至今末能实际应用。
目前应用最广泛、产量最大的是CP型单螺杆压缩机。图3a、b、c分别表示它的吸气、压缩和排气过程。图4表示螺杆和星轮的局部剖面结构，星轮齿1已进入螺杆齿槽，将齿槽封闭，结束了齿槽的吸气过程；星轮齿2正在压缩气体，此时气体的压力尚低；齿3已将气体压缩至最高压力，并在排气。从以上的气体压缩过程可以看出，气体在高压区段的压缩与排气，是在距螺杆轴心线较远的部位完成的。该部位对螺杆轴心线的静面矩较大，因此压缩机的能耗也大。
图5-
图10表示本实用新型螺杆和星轮的结构。为改变上述情况在保持螺杆槽形不变的条件下，将螺杆7高压端的外形改为圆锥面(见图5-
图10)，低压端仍为圆柱面(见图6、图8、
图10)；或螺杆的高、低压端的外形均为圆锥面(见图5)。即使是后一种情况，也能有较好的节能效果。此时气体低压段的压缩在螺杆的大端完成，该部位对螺杆轴心线的静面矩较大，因此低压段的能耗增大了；而高压段的压缩则是在螺杆小端，即静面矩较小的部位完成，能耗降低了。由于高压段的气压远高于低压段，高压段能耗的降低远多于低压段的能耗增大，所以，从整个过程来看，能耗是降低的，压缩比越大，节能越多。以最常用的排气压力为0.7Mpa的单螺杆空气压缩机为例，动力计算表明在采用“非等宽齿”的条件下当螺杆的半锥角为20度时，可比国外CP型单螺杆压缩机节能10％左右；当半锥角为25度时，可节能12％左右。但是当锥角过大时节能效果并不相应增大，相反螺杆的轴向力和压缩机的体积却明显增大。因此半锥角不宜超过45度。由于半锥角远小于PP型近90度的半锥角，所以螺杆所受的轴向力也小，螺杆不必像PP型那样成对使用，形成了一种更为节能的新型单螺杆压缩机。
由于只改变了螺杆的外形而保持槽形不变，螺杆齿槽的加工技术及其设备均不受影响。本实用新型既保留了单螺杆压缩机振动小和噪音低等优点，又在不改变螺杆加工设备的条件下大幅度降低了能耗。
螺杆锥面的母线可以是直线9(见图5和图6)、曲线10(见图7和图8)、折线11(见图9和
图10)或它们的任意组合。低压端(圆柱面)的母线为直线12。
本实用新型对比现有技术具有节能效果更佳的优点。
权利要求1.一种新型节能单螺杆压缩机，包括主轴、机体和星轮，其特征在于还包括螺杆，螺杆的外形为锥面。
2.根据权利要求1所述的新型节能单螺杆压缩机，其特征在于，螺杆锥面的半锥角小于或等于45度。
3.根据权利要求1所述的新型节能单螺杆压缩机，其特征在于，锥面的母线可以是直线、曲线、折线或它们的任意组合。
4.根据权利要求1所述的新型节能单螺杆压缩机，其特征在于，螺杆的外形是锥面或锥面与圆柱面的组合。
专利摘要主要供动力、冷冻、空调、热泵和工艺压缩机用的新型节能单螺杆压缩机由主轴、机体、星轮和螺杆组成,螺杆外形为锥面或锥面与圆柱面的组合,螺杆锥面的半锥角小于或等于45度,锥面的母线可以是直线、曲线、折线或它们的任意组合。与现有技术相比,其节能效果更佳。
文档编号F04C18/063GK2431419SQ0023351
公开日2001年5月23日 申请日期2000年6月1日 优先权日2000年6月1日
发明者查世梁, 查谦 申请人:查谦, 查世梁