螺桿式氦氣壓縮機制造技術

一種螺桿式氦氣壓縮機，包括機體，所述機體的前端設置有吸氣端座，所述吸氣端座上設置有吸氣端蓋，機體的后端設置有排氣端座。機體、吸氣端座和排氣端座共同形成的腔體內設置有一對平行放置且相互嚙合的陽轉子和陰轉子。陽轉子的吸氣端設置有平衡活塞，陽轉子和陰轉子的排氣端設置有四點接觸球軸承，陽轉子上位于四點接觸球軸承的排氣端外側還設置有雙端面軸封。本實用新型專利技術能夠有效地對氦氣進行壓縮增壓，避免氦氣滲漏。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

螺桿式氦氣壓縮機
本技術涉及氣體壓縮裝置，具體地指一種螺桿式氦氣壓縮機。
技術介紹
氦氣是一種在常溫下無色無味的單原子惰性氣體，在地球上含量少，來源稀缺，因 此價格昂貴。因其具有極低的臨界溫度，因此在低溫制冷領域具有廣泛的用途，科學研究上 用于超導體研究的極低溫通常都是由液態氦來實現的。要將氦氣進行液化，必須在低于其 臨界轉變溫度下對其進行壓縮增壓，這就必須要用到壓縮機裝置才能達到。螺桿式壓縮機的工作原理為一對相互嚙合的轉子在旋轉時會在空間中形成周期 性變大和縮小的齒間容積腔，從而將空氣、氨和氟利昂制冷工質進行壓縮。由于其所具有的 結構簡單，零部件少，沒有易損件，可靠性高，操作維護方便，動力平衡性好等獨特優點，已 經在制冷和工藝氣體壓縮機領域中得到應用。然而，由于氦氣具有獨特的物理和化學性質， 為單原子氣體，原子量小，原子直徑小，這就使氦氣的平均分子直徑遠小于常見的氨氣或氟 利昂等氣體，小的分子直徑直接導致氦氣特別容易滲漏，因此使用通用的氣體壓縮機難以 滿足其苛刻的使用要求。
技術實現思路
本技術的目的就是要提供一種能夠有效地對氦氣進行壓縮增壓的螺桿式氦 氣壓縮機,避免氦氣滲漏。為實現上述目的，本技術所設計的螺桿式氦氣壓縮機包括機體，所述機體的 前端設置有吸氣端座，所述吸氣端座上設置有吸氣端蓋，所述機體的后端設置有排氣端座。 所述機體、吸氣端座和排氣端座共同形成的腔體內設置有一對平行放置且相互嚙合的陽轉 子和陰轉子。所述陽轉子的吸氣端設置有平衡活塞。所述陽轉子和陰轉子的排氣端設置有 四點接觸球軸承，所述陽轉子上位于四點接觸球軸承的排氣端外側還設置有雙端面軸封。進一步地，所述雙端面軸封包括固定安裝于陽轉子上的動環軸套，所述動環軸套 的外圈固定聯接有動環頭，所述動環頭的左右兩側端面設置有緊貼配合的靜環。再進一步地，所述吸氣端座的端面設置有由Al各點依次連接合圍而成的吸氣孔 口，其中AB段為與陰轉子外圓相吻合的圓弧線；BC段為與陽轉子外圓相吻合的圓弧線；CD 段、DE段和EF段為與陽轉子端面型線相近的組合曲線；FG段為陽轉子的齒根圓圓弧線，HI 段為陰轉子齒根圓圓弧線；GH段為FG段和HI段之間的過渡圓弧線；IA段為陰轉子的徑向 直線。更進一步地，所述排氣端座的端面設置有由a j各點依次連接合圍而成的排氣孔 口，其中ab段為與陽轉子外圓相吻合的圓弧線；bc段為與陽轉子端面型線相近的圓弧線； Cd段為陽轉子齒根圓圓弧線；de段、ef段和fg段為由圓弧和直線構成的組合曲線；gh段 為陰轉子齒根圓圓弧線；hi段為與陰轉子端面型線相近的圓弧線；ij段為與陰轉子外圓相 吻合的圓弧線本技術的優點在于所設計的螺桿式氦氣壓縮機沿陽轉子軸向形成兩道密封 端面，將壓縮機內腔與大氣隔離。壓縮機正常工作時，向兩道密封所形成的中間腔內通入循 環流動的潤滑油，讓油的壓力略高于被密封的壓縮機內腔的壓力，這樣循環流動的潤滑油 可以保證氦氣介質不會向外界大氣泄漏，也可以帶走摩擦產生的熱量，冷卻軸封。吸氣孔口的形狀可以使得轉子齒間容積腔在開始擴大時即與吸氣孔口接通吸氣， 避免產生吸氣封閉容積，并使齒間容積腔在擴大至最大時與吸氣孔口脫離，結束吸氣過程， 使轉子齒間容積充分吸氣，從而保證壓縮機有最大的輸氣量。排氣孔口的形狀可以讓壓縮 機始終運行在最經濟最節能的狀態下，避免產生過壓縮和欠壓縮現象，避免消耗額外的電 機功率。附圖說明圖1為本技術螺桿式氦氣壓縮機的主視圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖1的左視圖。圖4為雙端面軸封的結構示意圖。圖5為吸氣孔口形狀示意圖。圖6為排氣孔口形狀示意圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作進一步的詳細描述。如圖1至圖3所示，螺桿式氦氣壓縮機包括機體8，機體8的前端設置有吸氣端座 7，所述吸氣端座7上設置有吸氣端蓋6，所述機體8的后端設置有排氣端座9。機體8、吸氣 端座7和排氣端座9共同形成的腔體內設置有一對平行放置且相互嚙合的陽轉子I和陰轉 子2。陽轉子I和陰轉子2的型線相互嚙合共軛，繞各自的軸線作螺旋旋轉，形成螺旋狀的 齒槽，以固定的傳動比勻速轉動，在空間中形成周期性變大和縮小的容積腔，對氦氣進行壓 縮。陽轉子I和陰轉子2型線的組成齒曲線均為圓弧線和圓弧包絡線，嚙合的接觸線短，傳 動平穩，密封性好，效率高，各組成齒曲線間圓滑無尖點，流線性好，加工檢測方便，便于氣 體順暢排出，降低排氣時的氣流噪聲。陽轉子I的吸氣端設置有平衡活塞5，可以承受陽轉子I部分軸向作用力。陽轉子 I和陰轉子2的兩端設計有圓柱滾子軸承3，對陽轉子I和陰轉子2作徑向支承和定位，并 承受陽轉子I和陰轉子2在壓縮氦氣氣體時的徑向作用力。陽轉子I和陰轉子2的圓柱滾子軸承3外側設置有四點接觸球軸承4，四點接觸 球軸承4用鎖緊螺母鎖緊，與陽轉子I或陰轉子2聯接為一個整體，對陽轉子I和陰轉子2 作軸向定位，并承受陽轉子I和陰轉子2在壓縮氦氣氣體時的軸向作用力。陽轉子I上位 于四點接觸球軸承4的排氣端外側還設置有雙端面軸封10，沿陽轉子I的軸向形成兩道密 封端面的雙層密封。雙端面軸封10包括固定安裝于陽轉子I上的動環軸套10a，所述動環 軸套IOa的外圈固定聯接有動環頭10b，動環頭IOb的左右兩側端面設置有緊貼配合的靜 環10c，如圖4所示。機體8上還開設有噴油孔，壓縮機正常工作時，在兩道軸向密封端面 之間所形成的腔內通入一定壓力且循環流動的潤滑油，該壓力略高于壓縮機腔內的工作壓力，壓縮機工作腔內的氦氣不能通過軸封的密封面泄漏到外界大氣中。另一方面，潤滑油可 以對雙端面軸封10的工作摩擦端面進行潤滑和冷卻，帶走工作面相互摩擦時產生的熱量。吸氣端座7的端面設置有由Al各點依次連接合圍而成的吸氣孔口，如圖5所示。 其中=AB段為與陰轉子2外圓相吻合的圓弧線；BC段為與陽轉子I外圓相吻合的圓弧線； ⑶段、DE段和EF段為與陽轉子I端面型線相近的組合曲線；FG段為陽轉子I的齒根圓圓 弧線，HI段為陰轉子2齒根圓圓弧線；GH段為FG段和HI段之間的過渡圓弧線；IA段為陰 轉子2的徑向直線。吸氣孔口的形狀可以保證陽轉子I和陰轉子2齒間容積腔在開始擴大 時即與吸氣孔口相通吸氣，避免產生吸氣封閉容積，并使齒間容積腔在擴大至最大時與吸 氣孔口脫離，結束吸氣過程，使齒間容積充分吸氣，從而保證壓縮機有最大的輸氣量。排氣端座9的端面設置有由a、各點依次連接合圍而成的排氣孔口，如圖6所示。 其中ab段為與陽轉子I外圓相吻合的圓弧線；bc段為與陽轉子I端面型線相近的圓弧線； Cd段為陽轉子I齒根圓圓弧線；de段、ef段和fg段為由圓弧和直線構成的組合曲線；gh 段為陰轉子2齒根圓圓弧線；hi段為與陰轉子2端面型線相近的圓弧線；i j段為與陰轉子 2外圓相吻合的圓弧線。排氣孔口的形狀可以使壓縮機始終運行在最經濟、節能的狀態下， 避免產生過壓縮和欠壓縮現象，避免消耗額外的電機功率。機體8的吸氣通道內設置有金屬絲過濾網11，可以對吸入的氦氣進行過濾，排除 固體雜質物，保證壓縮機安全運行。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種螺桿式氦氣壓縮機，包括機體（8），所述機體（8）的前端設置有吸氣端座（7），所述吸氣端座（7）上設置有吸氣端蓋（6），所述機體（8）的后端設置有排氣端座（9）；所述機體（8）、吸氣端座（7）和排氣端座（9）共同形成的腔體內設置有一對平行放置且相互嚙合的陽轉子（1）和陰轉子（2），其特征在于：所述陽轉子（1）的吸氣端設置有平衡活塞（5）；所述陽轉子（1）和陰轉子（2）的排氣端設置有四點接觸球軸承（4）；所述陽轉子（1）上位于四點接觸球軸承（4）的排氣端外側還設置有雙端面軸封（10）。

【技術特征摘要】
1.ー種螺桿式氦氣壓縮機，包括機體(8)，所述機體(8)的前端設置有吸氣端座(7)，所述吸氣端座(7)上設置有吸氣端蓋(6)，所述機體(8)的后端設置有排氣端座(9);所述機體(8)、吸氣端座(7)和排氣端座(9)共同形成的腔體內設置有ー對平行放置且相互嚙合的陽轉子(I)和陰轉子(2)，其特征在于所述陽轉子(I)的吸氣端設置有平衡活塞(5);所述陽轉子(I)和陰轉子(2)的排氣端設置有四點接觸球軸承(4);所述陽轉子(I)上位于四點接觸球軸承(4)的排氣端外側還設置有雙端面軸封(10)。2.根據權利要求1所述的螺桿式氦氣壓縮機，其特征在于所述雙端面軸封(10)包括固定安裝于陽轉子(I)上的動環軸套(10a)，所述動環軸套(IOa)的外圈固定聯接有動環頭(10b)，所述動環頭(IOb)的左右兩側端面設置有緊貼配合的靜環(10c)。3.根據權利要求1或2所述的螺桿式氦氣壓縮機，其特征在于所述吸氣端座(7)的端面設置有由Al各點依次連接合圍而成的吸氣孔ロ，其中AB段為與陰轉子(2 )外圓相吻合的圓弧線；BC段為與陽轉子(I)外圓相吻合的圓弧線；CD段、DE段和EF段為與陽轉子(I)端面型...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇應春，劉進亮，李軍，霍正齊，丁杰，郭秋林，夏航，
申請(專利權)人：武漢新世界制冷工業有限公司，
類型：實用新型
國別省市：