專利名稱：改進的低壓螺桿式壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的低壓螺桿式壓縮機或所謂的螺桿鼓風(fēng)機。 特別地，本發(fā)明涉及一種改進的低壓螺桿式壓縮機，其配有轉(zhuǎn)子 殼體，在該殼體中設(shè)有兩個嚙合的轉(zhuǎn)子體，其中每個轉(zhuǎn)子體由軸和環(huán) 繞上述軸設(shè)置的螺紋構(gòu)成，因此當(dāng)上述轉(zhuǎn)子體的各自軸被軸承裝配在 轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部在兩側(cè)上時，上述轉(zhuǎn)子體以可轉(zhuǎn)動的方式設(shè)在上述轉(zhuǎn)子 殼體中。
背景技術(shù)：
低壓螺桿式壓縮機或所謂"螺桿鼓風(fēng)機，，是特別用來在相對低的壓力下，換句話說在關(guān)于環(huán)境壓力的相對壓力通常最多為lbar至3bar 的壓力下供應(yīng)大流量壓縮氣體的壓縮機。高壓螺桿式壓縮機已經(jīng)為人們所熟知，由此例如上述轉(zhuǎn)子體通過 單列圓柱滾子軸承和四點接觸球軸承被軸承裝配在它們的入口側(cè)，但 是它們是通過單列圓柱滾子軸承和推力軸承被軸承裝配在它們的出口 側(cè)。在這種已知螺桿式壓縮機中需要上述推力軸承，因為在這種高壓 螺桿式壓縮機操作時，在轉(zhuǎn)子上施加有相當(dāng)大的軸向作用力，諸如氣 體作用力和來自驅(qū)動齒輪和/或同步齒輪的作用力。這種已知的高壓螺桿式壓縮機的缺點在于由于所述的軸承結(jié)構(gòu)， 它們相對昂貴，且由于具有相對來說數(shù)量較大的軸承及其對齊，其裝 配非常費時。這種已知螺桿式壓縮機的另一個缺點在于對于低壓的應(yīng)用場合 來說，這種軸承結(jié)構(gòu)是極其超要求的設(shè)計。所謂的"羅茨鼓風(fēng)機"已經(jīng)為人們所熟知，其配有兩個嚙合的轉(zhuǎn)子體，該兩個轉(zhuǎn)子體通過例如轉(zhuǎn)子殼體一側(cè)上的雙列角面接觸球軸承和 球面滾子軸承與深溝球軸承或圓柱滾子軸承的組合被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體中。由于已知的羅茨鼓風(fēng)機僅具有平均每分鐘三千轉(zhuǎn)至最大每分鐘五 千轉(zhuǎn)的有限轉(zhuǎn)速，且軸承未受到軸向作用力，因此這種軸承結(jié)構(gòu)是可 行的，但是對于通常工作在每分鐘六千轉(zhuǎn)或更大的轉(zhuǎn)速下的低壓螺桿 式壓縮機而言，由于軸承制造商所形成的技術(shù)約束，上述的標(biāo)準(zhǔn)雙列 角面接觸球軸承的使用被排除。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在消除上述和其它缺點中的一個或幾個。為達(dá)此目的，本發(fā)明涉及一種改進的低壓螺桿式壓縮機，其配有 轉(zhuǎn)子殼體，在該殼體中設(shè)有兩個嚙合的轉(zhuǎn)子體，其中每個轉(zhuǎn)子體由軸 和環(huán)繞上述軸設(shè)置的螺紋構(gòu)成，因此當(dāng)上述轉(zhuǎn)子體的其各自的軸在所 述轉(zhuǎn)子殼體內(nèi)部在兩側(cè)上被軸承裝配時，上述轉(zhuǎn)子體以可轉(zhuǎn)動的方式 設(shè)在上述轉(zhuǎn)子殼體中，因此上述轉(zhuǎn)子體中的每一個通過單獨的松動軸 承被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體的入口側(cè)，且通過單獨的固定圓柱滾子軸承 被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體的出口側(cè)。"圓柱滾子軸承"是指這樣的軸承，其具有同心的內(nèi)、外圏，在該 同心的內(nèi)、外圏之間設(shè)有制成圓柱滾子形狀的可轉(zhuǎn)動滾子元件。根據(jù)本發(fā)明的這種改進的螺桿式壓縮機的優(yōu)點在于歸功于使用 了圓柱滾子軸承，由于這些軸承具有有限的軸向?qū)挾?，因此能夠使?們很緊湊。根據(jù)本發(fā)明的這種螺桿式壓縮機的另一個優(yōu)點在于與采用角面 接觸球軸承的傳統(tǒng)羅茨鼓風(fēng)機相比，它適用于較高的轉(zhuǎn)速。根據(jù)本發(fā)明的改進的低壓螺桿式壓縮機的另一個優(yōu)點在于它能夠 吸收較大的軸向作用力，以及在于軸向作用力還能夠通過這種圓柱滾 子軸承的凸緣被吸收。在根據(jù)本發(fā)明的螺桿式壓縮機的優(yōu)選實施例中，上述松動軸承被制成深溝球軸承的形狀，且額外地設(shè)有將一個或兩個轉(zhuǎn)子體推至轉(zhuǎn)子 殼體出口側(cè)的裝置。術(shù)語"深溝球軸承"是指這樣的軸承，該軸承配有其上設(shè)有彼此相 對的連續(xù)凹槽的同心內(nèi)、外圈，在相對的連續(xù)凹槽之間設(shè)有制成圓球 形狀的滾子元件。實際上，這種深溝球軸承也被叫做"帶溝球軸承，，或甚至簡稱為"球 軸承"。根據(jù)本發(fā)明的這種改進的螺桿式壓縮機的優(yōu)點在于在出口側(cè)， 螺紋與轉(zhuǎn)子殼體之間的頂部間隙被最小化，因此可以限制任何的效率 損失。在根據(jù)本發(fā)明的改進的螺桿式壓縮機的特定實施例中，將一個或 兩個轉(zhuǎn)子體推至轉(zhuǎn)子殼體出口側(cè)的上述裝置被制成為在轉(zhuǎn)子殼體與該轉(zhuǎn)子體的螺紋之間延伸的彈簧的形狀。這種改進的螺桿式壓縮機的優(yōu)點在于其具有簡單的結(jié)構(gòu)，以及在于彈簧的強度可以作為螺桿式壓縮機的尺寸和操作特性的函數(shù)被選定。


為了更好地解釋本發(fā)明的特性，下面的根據(jù)本發(fā)明的改進的螺桿 式壓縮機的優(yōu)選實施例將參考附圖僅作為實例被給出，其中圖1以透視圖的形式示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的改進的低壓螺 桿式壓縮才幾；圖2是根據(jù)圖1中的線II-II的剖視圖；圖3和4放大地示出了在圖2中分別用F3和F4指示的部分。
具體實施方式
圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的改進的低壓螺桿式壓縮機1,其配 有帶有入口側(cè)和出口側(cè)的轉(zhuǎn)子殼體2，且其中設(shè)有分別為驅(qū)動轉(zhuǎn)子體3 和從動轉(zhuǎn)子體4的兩個嚙合的轉(zhuǎn)子體3和4。驅(qū)動轉(zhuǎn)子體3以公知的方式被構(gòu)造成軸5的形狀，其中陽螺紋6 圍繞該軸延伸，然而從動轉(zhuǎn)子體4也以公知的方式形成為軸7，其中 圍繞軸7設(shè)有與上述陽螺紋6接合的陰螺紋8。當(dāng)上述轉(zhuǎn)子體3和4的其各自軸5和7分別在所述轉(zhuǎn)子殼體2的 內(nèi)部在兩側(cè)被軸承裝配時，上述轉(zhuǎn)子體3和4能夠在上述轉(zhuǎn)子殼體2 中旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，通過優(yōu)選但非必要地被制成為單列且涂有油脂的深 溝球軸承的單個松動軸承9，將上述轉(zhuǎn)子體3和4軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼 體2的入口側(cè)。在這種情況下，單列軸承是指從軸向方向上看去，僅配有單列滾 子元件的軸承。在這種情況下，因為上述深溝球軸承9配有以可在各自轉(zhuǎn)子體3 或4的軸向方向上移動的方式設(shè)在上述轉(zhuǎn)子殼體2中的外圏10，所以 各上述深溝球軸承9將是松動的。在這種情況下，各上述深溝滾球軸承9的各自的內(nèi)圏11被分別固 定到轉(zhuǎn)子體3、 4的軸5、 7。在上述外圈和內(nèi)圏10和11之間設(shè)有圓球形狀的滾子元件12，其 通常以公知的方式被保持在未在圖中示出的保持架中。如果上述深溝球軸承9被涂以油脂，那么將優(yōu)選地對軸承9進行 雙面密封。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明，不排除對上述深溝球軸承9進行油潤 滑。如在圖3中詳細(xì)示出的那樣，在這種情況下，螺桿式壓縮機l配 有將至少一個轉(zhuǎn)子體且在這種情況下將兩個轉(zhuǎn)子體3和4推至轉(zhuǎn)子殼 體2的出口側(cè)的裝置13,但這不是必須的。上述裝置13優(yōu)選地被制成在轉(zhuǎn)子殼體2與各自的轉(zhuǎn)子體3和4 之間延伸的至少一個彈簧14的形狀，其中彈簧14在這種情況下通過 各自的深溝球軸承9的外圈10間接地推壓轉(zhuǎn)子體3和4。在轉(zhuǎn)子殼體2的出口側(cè)，通過優(yōu)選但非必要地被制成為單列且被 油潤滑的圓柱滾子軸承15的形狀的單個固定圓柱滾子軸承軸承裝配根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子體3和4的各自的軸5和7中的每個。根據(jù)本發(fā)明，不排除將上述軸承9和/或15制成兩列或多列軸承 的形式。如在圖4中詳細(xì)示出的那樣，上述圓柱滾子軸承15在這種情況下 被制成所謂NUP軸承的形狀，換句話說其配有固定的外圈16，所述 固定外圏16在轉(zhuǎn)子殼體2內(nèi)部配有限定滾子元件18的轉(zhuǎn)動接觸面的 兩個固定凸緣17。這種NUP圓柱滾子軸承還配有內(nèi)圏19，其僅配有一個固定凸緣 20,上述滾子元件18通過一個側(cè)邊抵靠該固定凸緣20。對于這種NUP軸承，與圓柱滾子軸承15的上述滾子元件18的另 一個側(cè)邊相對地設(shè)有松動的、可移動的凸緣21。在這種情況下，圓柱滾子軸承15是直立的，以使它們各自的固定 凸緣20座落在圓柱滾子軸承15的與螺紋6和8相對的側(cè)面上。然而，根據(jù)本發(fā)明，上述圓柱滾子軸承15還能夠被制成為在圖中 示出的所謂NJ軸承的形狀，由此外圏16配有兩個固定凸緣17,且內(nèi) 圈19僅配有一個固定凸緣，但沒有設(shè)有另一松動凸緣。這種NJ軸承的優(yōu)點在于它們要比上述NUP軸承便宜以及這種 NJ軸承的裝配花費少量時間，因為這種軸承由幾個部分構(gòu)成，這極大 地簡化了壓縮機的拆除和裝配，因此其制造、維護、修理等需要少量 的工時。在這種情況下，環(huán)繞著每個軸5和7，分別在螺紋6、 8與圓柱滾 子軸承15之間設(shè)有機械密封件22。在圓柱滾子軸承15的另 一側(cè)，轉(zhuǎn)子體3和4的軸5和7都延伸以 形成延伸至傳動殼體24中的密封室23的兩個自由軸端，其中傳動殼 體24被設(shè)成抵靠上述轉(zhuǎn)子殼體2或是其一部分。在這種情況下，在上述傳動殼體24中，環(huán)繞著各上述自由軸端設(shè) 有同步齒輪25。在這種情況下，在驅(qū)動轉(zhuǎn)子體3的軸5的自由端上還設(shè)有嚙合與 其一起工作的齒輪27的齒輪26，其中齒輪27設(shè)在連接到未在圖中示出的驅(qū)動馬達(dá)的軸28上。根據(jù)本發(fā)明的改進的低壓螺桿式壓縮機1的工作方式非常簡單， 且廿。下所述。通過起動驅(qū)動馬達(dá)，經(jīng)由驅(qū)動齒輪26和27驅(qū)動驅(qū)動轉(zhuǎn)子體3， 其接著經(jīng)由同步齒輪25驅(qū)動從動轉(zhuǎn)子體4。當(dāng)螺紋6和8嚙合時， 一定數(shù)量的氣體在這些螺紋6和8之間以 7>知的方式被壓縮，該空氣在轉(zhuǎn)子殼體2的入口側(cè)被吸入且經(jīng)由未示 出的出口以壓縮的形式離開轉(zhuǎn)子殼體2。由此，新被抽入的進入氣體對轉(zhuǎn)子殼體2的入口側(cè)上的上述深溝 球軸承9具有冷卻效果，因此能夠施加油脂潤滑。施加在轉(zhuǎn)子體3和4上的軸向作用力被上述深溝球軸承9以及圓 柱滾子軸承15吸收。歸功于根據(jù)本發(fā)明的特定軸承結(jié)構(gòu)，改進的低壓螺桿式壓縮機1 比采用角面接觸球軸承的傳統(tǒng)羅茨鼓風(fēng)機更適用于高旋轉(zhuǎn)速度。軸向驅(qū)動作用力通過驅(qū)動齒輪26和27得到傳遞，且由上述螺紋 6和8之間的氣體的壓縮產(chǎn)生的氣體作用力確保在螺桿式壓縮機1的 操作期間轉(zhuǎn)子體3和4被推至轉(zhuǎn)子殼體2的入口側(cè)。然而，在采用根據(jù)本發(fā)明的任一可能實施例的NUP軸承的情況 下，這些軸向作用力可被用來防止它們的滾子元件18移入轉(zhuǎn)子殼體2 并為此優(yōu)選油潤滑的圓柱滾子軸承15的凸緣17和20吸收。由于深溝球軸承9的外圏10以能夠根據(jù)各自的轉(zhuǎn)子軸5和7的軸 向方向移動的方式設(shè)在轉(zhuǎn)子殼體2中，因此由上述裝置13施加在所述 外圏10上的作用力經(jīng)由球12傳遞到分別推壓上述軸5、 7的軸環(huán)29 的內(nèi)圏11。由于裝置13的推力，轉(zhuǎn)子體3和4也在螺桿式壓縮機1的操作期 間一直被推至轉(zhuǎn)子殼體2的出口側(cè)，因此，由氣體壓縮和可能由齒輪 傳動引起的上述軸向作用力得到補償，圓柱滾子軸承15的固定凸緣 20和17承載更少。這對于這些圓柱滾子軸承15的壽命來說當(dāng)然是有利的，且因此延長了根據(jù)本發(fā)明的這種改進的壓縮機的兩次維護服務(wù)之間的周期。具有上述裝置13的另一個好處在于在轉(zhuǎn)子殼體2的出口側(cè)上， 螺紋6和8與轉(zhuǎn)子殼體2之間的頂部間隙總是保持最小，因此損失得 到防止，壓縮機l的輸出增加，并因此壓縮機1將以穩(wěn)定的方式在低 的出口壓力下工作。上述裝置13的另一個好處在于軸承9不會離開軸5;否則要求在 內(nèi)圈或外圏上有額外的鎖緊。上述裝置13的另一個好處在于軸承9被預(yù)加應(yīng)力，因此在軸承9 上總是存在滿足穩(wěn)定操作的必要的最小負(fù)載。顯然，根據(jù)本發(fā)明的同步齒輪25決不是必須存在的，因為螺紋6 和8也能夠直接地驅(qū)動對方。同樣，本發(fā)明理所當(dāng)然地不限于無油低壓螺桿式壓縮機，其也可 以被應(yīng)用于噴油低壓螺桿式壓縮機。理所當(dāng)然地能夠以多種方式制作上述的將一個或兩個轉(zhuǎn)子體3和/ 或4推到根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子殼體2的出口側(cè)的裝置13，例如以一個或 幾個傳統(tǒng)壓縮彈簧、 一個或幾個杯狀彈簧、 一個或幾個片簧或任何其 它合適類型的彈簧的形式。此外，根據(jù)本發(fā)明的上述裝置13可以為例如受壓流體的形式，其 通過傳動元件或不通過傳動元件將作用力傳遞到上述轉(zhuǎn)子體3和4。根據(jù)本發(fā)明，上述松動軸承不限于深溝球軸承9，而是在另外的 實施例中其還可以實現(xiàn)為另外類型的軸承諸如例如為NU型的圓柱 滾子軸承的形式，因此內(nèi)圏11沒有凸緣，外圏10配有兩個固定凸緣， 在該兩個固定凸緣之間設(shè)有滾子形狀的滾子元件12;或為NJ型的圓 柱滾子軸承的形式，因此內(nèi)圏ll僅具有一個凸緣。本發(fā)明決不受限于作為實例給出并在圖中示出的實施例；相反， 根據(jù)本發(fā)明的這種改進的低壓螺桿式壓縮機1可以被制成各種形狀和 尺寸，同時仍然保持在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改進的低壓螺桿式壓縮機，其配有帶有入口側(cè)和出口側(cè)的轉(zhuǎn)子殼體(2)，由此在該轉(zhuǎn)子殼體(2)中設(shè)有兩個嚙合的轉(zhuǎn)子體(3和4)，各轉(zhuǎn)子體由軸(分別為5，7)和環(huán)繞上述軸(5或7)設(shè)置的螺紋(分別為6，8)構(gòu)成，因此當(dāng)上述轉(zhuǎn)子體(3和4)的其各自的軸(5或7)在所述轉(zhuǎn)子殼體(2)內(nèi)部在兩側(cè)被軸承裝配時，上述轉(zhuǎn)子體(3和4)以可轉(zhuǎn)動的方式被設(shè)在上述轉(zhuǎn)子殼體(2)中，其特征在于各上述轉(zhuǎn)子體(3和4)通過單個松動軸承被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體(2)的入口側(cè)上，通過單個固定圓柱滾子軸承(15)被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體的出口側(cè)上。
2. 如權(quán)利要求1所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在于 上述松動軸承設(shè)有外圏(10)，該外圏(10)以可沿著上述轉(zhuǎn)子體(3 或4)的軸向方向在上述轉(zhuǎn)子殼體(2)中移動的方式設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在 于上述圓柱滾子軸承(15)被制成為單列圓柱滾子軸承的形狀。
4. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其 特征在于上述圓柱滾子軸承(15)由油潤滑。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的改進的低壓螺桿式壓縮機， 其特征在于上述圓柱滾子軸承(15)被制成為NUP型軸承的形狀。
6. 如權(quán)利要求1-4中任一項所述的改進的低壓螺桿式壓縮機， 其特征在于上述圓柱滾子軸承(15)被制成為NJ型軸承的形狀。
7. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其 特征在于上述松動軸承被制成深溝球軸承(9)的形狀。
8. 如權(quán)利要求7所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在于 上述深溝球軸承(9)為單列的。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在 于上述深溝球軸承(9)被涂以油脂。
10. 如權(quán)利要求7-9中任一項所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在于上述深溝球軸承(9)中的一個或多個被雙側(cè)密封。
11. 如權(quán)利要求7-10中的一項或多項所述的改進的低壓螺桿式 壓縮機，其特征在于該壓縮機額外地配有將一個或兩個轉(zhuǎn)子體(3 和/或4)推至轉(zhuǎn)子殼體(2)的出口側(cè)的裝置(13)。
12. 如權(quán)利要求11所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在于 將一個或兩個轉(zhuǎn)子體(3和/或4)推至轉(zhuǎn)子殼體(2)的出口側(cè)的上述 裝置(13)被制成在轉(zhuǎn)子殼體(2)與轉(zhuǎn)子體(3或4)之間延伸的至 少一個彈簧(14)的形狀，因此在出口側(cè)，轉(zhuǎn)子體(3和4)與轉(zhuǎn)子殼 體(2)之間的頂部間隙最小化。
13. 如權(quán)利要求12所述的改進的低壓螺桿式壓縮機，其特征在于 上述彈簧(14)推壓上述深溝球軸承(9)的外圈(10)。
全文摘要
一種改進的低壓螺桿式壓縮機，其配有帶有入口側(cè)和出口側(cè)的轉(zhuǎn)子殼體(2)，由此在該轉(zhuǎn)子殼體(2)中設(shè)有兩個轉(zhuǎn)子體(3和4)，各轉(zhuǎn)子體由軸(分別為5，7)和環(huán)繞上述軸(5或7)設(shè)置的螺紋(分別為6，8)構(gòu)成，由此轉(zhuǎn)子體(3和4)的其軸(5或7)被軸承裝配在所述轉(zhuǎn)子殼體(2)中，且由此各轉(zhuǎn)子體(3和4)通過單個的松動軸承被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體(2)的入口側(cè)，通過單個的固定圓柱滾子軸承(15)被軸承裝配在轉(zhuǎn)子殼體的出口側(cè)。
文檔編號F04C18/16GK101248277SQ200680031069
公開日2008年8月20日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月25日
發(fā)明者G·A·范洛伊文 申請人:艾拉斯科普庫空氣動力股份有限公司