螺杆压缩机的制作方法

1.本技术涉及压缩机领域，特别涉及一种螺杆压缩机。


背景技术：

2.螺杆压缩机中包括一对转子，利用一对转子的齿槽容积相互啮合，造成由齿形空间组成的基元容积的变化来完成气体的吸入、压缩和排出过程。由于螺杆压缩机通过转子的啮合形成不连续的齿间容积，使吸、排气腔与工作腔的周期性连通，从而造成气体的不稳定流动，引起吸、排气过程中的压力脉动，进而引起压缩机振动和噪声。


技术实现要素：

3.本技术的至少一个目的是提供一种螺杆压缩机，包括：壳体，所述壳体具有转子容腔和排气容腔，所述转子容腔和排气容腔流体连通；一对转子，所述一对转子设置在所述转子容腔中，所述一对转子的齿与所述壳体之间能够形成压缩容腔，所述一对转子具有转子吸气入口和转子排气出口，所述一对转子被设置为随着所述一对转子的转动，所述压缩容腔中的气体能够从所述转子吸气入口运动至所述转子排气出口；内部排气通道，所述内部排气通道流体连通所述转子排气出口与所述排气容腔，其中所述内部排气通道由所述转子和限定壁限定形成；以及数个消声装置，所述数个消声装置设置在所述内部排气通道的至少一部分所述限定壁上，其中所述数个消声装置包括数个共振消声装置，每个所述共振消声装置被配置为具有一个预定固有频率，以通过与所述内部排气通道中的噪声中的具有所述预定固有频率的声波形成共振来降低所述噪声。
4.根据上述内容，螺杆压缩机还包括：滑阀，所述滑阀被配置为能够相对于所述一对转子沿轴向移动，所述滑阀具有排气端壁，所述排气端壁在轴向上封闭所述内部排气通道的一端；其中所述数个消声装置设置在所述排气端壁上。
5.根据上述内容，所述壳体包括排气壳体，所述排气壳体内具有所述排气容腔，所述内部排气通道在所述排气壳体上形成内部排气孔，所述限定壁包括所述内部排气孔的孔壁；其中所述消声装置设置在所述内部排气孔的孔壁上。
6.根据上述内容，所述壳体包括转子壳体，所述转子壳体内具有所述转子容腔，所述内部排气通道在所述转子壳体上形成内部排气孔，所述限定壁包括所述内部排气孔的孔壁；其中所述消声装置设置在所述内部排气孔的孔壁上。
7.根据上述内容，所述数个消声装置与所述限定壁一体形成。
8.根据上述内容，所述限定壁包括安装板，所述数个消声装置设置在所述安装板上，其中所述安装板和所述数个消声装置通过3d打印工艺或数控加工工艺形成。
9.根据上述内容，所述限定壁还包括安装槽，所述安装板连接在所述安装槽中。
10.根据上述内容，所述共振消声装置为声学超结构。
11.根据上述内容，所述数个共振消声装置中的至少一部分共振消声装置被配置为具有不同的所述预定固有频率。
12.根据上述内容，所述限定壁具有壁面，每个所述共振消声装置包括共振腔和连接管，所述连接管从所述限定壁的所述壁面伸入所述共振腔内部，并流体连通所述共振腔和所述内部排气通道。
13.根据上述内容，所述壁面的内表面为部分球面。
14.根据上述内容，每个所述共振消声装置还包括压力平衡通道，所述压力平衡通道延伸穿过所述壁面，以流体连通所述共振腔和所述内部排气通道。
15.根据上述内容，每个所述共振消声装置被配置为通过所述共振腔的容积、所述连接管的长度、所述压力平衡通道以及所述连接管的管内径，形成所述预定固有频率。
16.根据上述内容，所述数个消声装置还包括数个干涉消声装置，所述数个干涉消声装置中的至少一部分设置在所述数个共振消声装置之间的间隔处。
17.通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求，本技术的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外，应当理解，上述发明内容和下面的具体实施方式均为示例性的，并且旨在提供进一步的解释，而不限制要求保护的本技术的范围。然而，具体实施方式和具体实例仅指示本技术的优选实施例。对于本领域的技术人员来说，在本技术的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。
附图说明
18.图1a为根据本技术的一个实施例的螺杆压缩机的立体结构图；
19.图1b为图1a所示螺杆压缩机的另一个角度的立体结构图；
20.图2a为图1a所示螺杆压缩机沿a-a线的剖视图；
21.图2b为图2a所示螺杆压缩机沿b-b线的剖视图；
22.图3a为图2a中的滑阀的一个实施例的立体结构图；
23.图3b为图2a中的滑阀的另一个实施例的立体结构图；
24.图4a为图3b中消声装置的一个实施例的结构示意图；
25.图4b为图3b中消声装置的另一个实施例的结构示意图；
26.图5a为图4a中共振消声装置的结构示意图；
27.图5b为图5a所示共振消声装置的轴向剖视图；
28.图6a为图1a中的排气壳体的一个实施例的立体结构图；
29.图6b为图1a中的排气壳体的另一个实施例中安装部的立体结构图；
30.图7a为根据本技术的另一个实施例的螺杆压缩机中排气壳体的一个实施例的立体结构图；
31.图7b为根据本技术的另一个实施例的螺杆压缩机中排气壳体的另一个实施例的立体结构图；
32.图8a为根据本技术的再一个实施例的螺杆压缩机中转子壳体的一个实施例立体结构图；
33.图8b为根据本技术的再一个实施例的螺杆压缩机中转子壳体的另一个实施例立体结构图。
具体实施方式
34.下面将参考构成本说明书一部分的附图对本技术的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是，虽然在本技术中使用表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等描述本技术的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本技术所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。
35.图1a和图1b示出根据本技术的一个实施例的螺杆压缩机100的立体结构图，用于说明螺杆压缩机100的外部结构。其中图1a示出从前往后角度看的立体结构图，图1b示出从后往前角度看的立体结构图。如图1a和图1b所示，螺杆压缩机100包括壳体101，壳体101大致呈长筒形状，包括在长度方向上依次连接的电机壳体102、转子壳体103和排气壳体104。电机壳体102具有吸气口105，主要用于容纳电机212(参见图2a所示)。转子壳体103中具有转子容腔213(参见图2a所示)，用于容纳一对转子221,222在其中转动。排气壳体104上具有排气口106，用于排出被压缩后的气体。由此，气体从吸气口105进入壳体101后，大致沿着长度方向流动，被压缩后从排气口106排出壳体101。
36.图2a和图2b示出如图1a所示的螺杆压缩机100的内部结构。其中图2a示出螺杆压缩机100在滑阀210处沿a-a线的剖视图，图2b示出螺杆压缩机100沿b-b线的剖视图。如图2a和图2b所示，转子容腔213中容纳有大致平行并排布置的一对转子，一对转子包括阳转子221和阴转子222，阳转子221和阴转子222相互啮合，并且阳转子221与电机212连接，以使得一对转子能够被电机212驱动而各自转动。阳转子221和阴转子222具有相互平行的轴线，并且阳转子221和阴转子222绕各自的轴线转动。在本实施例中，以轴线的延伸方向为轴向，一对转子能够绕其轴向转动。
37.阳转子221和阴转子222上各自设有多个螺旋状的齿，相邻的齿之间间隔形成凹槽。阳转子221和阴转子222通过齿和相应的凹槽组成啮合的结构，并且与壳体转子之间共同形成隔开的压缩容腔225。一对转子具有转子吸气入口223和转子排气出口224，气体从转子吸气入口223处被吸入压缩容腔225，并随着一对转子的旋转，压缩容腔225逐渐朝向转子排气出口224移动。同时，压缩容腔225的体积也随着一对转子的旋转逐渐变小，压缩容腔225中的气体也就被逐渐压缩。压缩后的气体从转子排气出口224排出。
38.在本实施例中，螺杆压缩机100还包括滑阀210，滑阀210设置在一对转子的下方，并且沿一对转子的轴向延伸。滑阀210与驱动装置231连接，以使得滑阀210能够被驱动装置231驱动而沿着轴向移动。通过滑阀210的移动，滑阀210能够封闭或遮挡压缩容腔225的一部分，从而调节转子排气出口224的大小，进而调节螺杆压缩机100的内容积比或负荷量。滑阀210的具体结构如图3a和图3b所示。本领域技术人员可以理解的是，在一些实施例中，螺杆压缩机也可以不包括滑阀210，而采用其他方式调节螺杆压缩机的负荷量，或者不调节螺杆压缩机的负荷量。
39.排气壳体104内具有排气容腔214，排气容腔214与排气口106流体连通，并且排气容腔214与转子容腔213流体连通，以使得转子容腔213中的从转子排气出口224中排出的气体能够经过排气容腔214从排气口106排出。的具体来说，所述壳体101内还包括内部排气通道218，从转子排气出口224中排出的气体通过内部排气通道218与排气容腔214流体连通。内部排气通道218由一对转子和限定壁限定形成。排气壳体104具体结构如图6所示。
40.在本实施例中，内部排气通道218由一对转子、滑阀210和排气壳体104限定形成。内部排气通道218在排气壳体104上形成内部排气孔219。滑阀210的排气端壁335(参见图3a和图3b)在轴向上封闭内部排气通道218的一端，内部排气通道218的另一端通过内部排气孔219与排气容腔214流体连通。滑阀210的头端顶壁332(参见图3a和图3b)、一对转子和转子壳体103在周向上封闭内部排气通道218。由此，能够形成连通转子排气出口224和排气容腔214的内部排气通道218。
41.当螺杆压缩机100运行时，一对转子221和222的啮合形成不连续的压缩容腔225，使得被压缩的气体被间歇性地从转子排气出口224排出，从而产生较高声学能量的排气压力脉动，造成螺杆压缩机100的振动和噪声。
42.在本实施例中，螺杆压缩机100还包括数个消声装置340(参见图3a、图3b和图6)，这些消声装置340设置在用于限定内部排气通道218的一部分限定壁上。由此，螺杆压缩机100中的被压缩气体在排气压力脉动产生后，就能够在流动到排气容腔214之前的流动路径上，即内部排气通道218中消减排气压力脉动的能量，从而降低排气压力脉动带来的噪声影响。
43.图3a和图3b为滑阀210的两个实施例的立体结构图，两个实施例的消声装置340均设置在滑阀210的排气端壁335上，区别仅在于消声装置340的设置方式不同。
44.如图3a和图3b所示，滑阀210包括滑阀本体338和设置在滑阀本体338的头部的头端337。滑阀本体338具有一对转子接触面336，转子接触面336具有与一对转子相配合的形状。结合图2b来看，一对转子接触面336能够与一对转子接触并形成密封，从而防止压缩容腔225中的气体从一对转子和转子接触面336之间泄露。当滑阀210运动时，滑阀本体338能够封闭或遮挡压缩容腔225的一部分，并且头端337用于暴露压缩容腔225的另一部分，以形成转子排气出口224。
45.结合图2a来看，头端337的排气端壁335和头端顶壁332用于限定形成内部排气通道218。也就是说，从转子排气出口224排出的被压缩气体会沿着头端337的排气端壁335和头端顶壁332流动到排气容腔214中。在本实施例中，数个消声装置340设置在头端337的排气端壁335上，以在最接近排气压力脉动产生的部位降低排气压力脉动带来的噪音。
46.在如图3a和图3b所示的实施例中，滑阀210还包括安装部334，消声装置340设置在安装部334上。在制造滑阀210时，先将安装部334与消声装置340通过3d打印工艺或者数控加工工艺一体形成，然后再将安装部334连接至滑阀本体338，以在排气端壁335上设置这些消声装置340。作为一个示例，安装部334可以通过过盈连接、铆接、焊接、胶接等方式连接至滑阀本体338。其中，在如图3a所示的实施例中，安装部334为“v”形结构，安装部334通过连接结构339过盈配合连接至滑阀本体338的端部。排气端壁335由安装部334形成。在如图3b所示的实施例中，在排气端壁335上设有一对安装槽333，安装部334包括一对安装板，消声装置340设置在一对安装板上，并且一对安装板分别连接在一对安装槽333中。
47.安装部334可以与滑阀210的其他部分采用相同材料制成，也可以采用不同材料制成。在本实施例中，安装部334为具有一定膨胀能力的铝合金材料制成，滑阀210的其他部分为强度更高的铸钢或铸铁材料制成。
48.本领域技术人员可以理解的是，在一些实施例中，也可以不包括安装部334，这些消声装置340也可以直接与排气端壁335一体形成。作为一个示例，在制造滑阀210时，滑阀
210整体通过3d打印工艺一体形成，以在滑阀210的排气端壁335上直接形成这些消声装置340。但是由于3d打印和数控加工的成本较高，相较于可以单独制造的安装部334来说，整体成型的滑阀的成本更高。
49.图4a和图4b示出消声装置340的两个实施例的结构，以说明消声装置340的排列结构。其中图4a中消声装置340仅包括共振消声装置450，图4b中的消声装置340包括共振消声装置450和干涉消声装置460。
50.如图4a所示，安装部334上设有数个依次排列的共振消声装置450，这些共振消声装置450为声学超结构。每个共振消声装置450具有一个预定固有频率。这些共振消声装置450通过与内部排气通道218中的噪声中具有相同预定固有频率的声波形成共振，来降低排气压力脉动的激励能量，从而降低排气噪声。当这些共振消声装置450中的至少一部分具有不同的预定固有频率时，这些共振消声装置450就能够在宽频范围内降低排气噪声。
51.作为一个示例，这些共振消声装置450在安装部334上均匀排列，例如成行排列，并且每行中的共振消声装置450间隔布置，相邻的行之间的共振消声装置450错开布置。每个共振消声装置450包括共振腔443、连接管441和压力平衡通道442。共振腔443大致呈圆柱形状，其轴向沿安装部334的厚度方向设置在安装部334内。连接管441和压力平衡通道442在安装部334的外表面形成孔，以流体连通安装部334内部的共振腔443和安装部334外部的内部排气通道218。每个共振消声装置450的具体结构将结合图5a和图5b进行详细说明。
52.如图4b所示，共振消声装置450的排列方式与图4a所示实施例相同，区别在于在图4b所示的实施例中，消声装置340除了包括共振消声装置450以外，还包括数个干涉消声装置460。这些干涉消声装置460设置在相邻的共振消声装置450之间的间隔处。作为一个示例，在共振消声装置450与安装部334边缘之间也可以设置干涉消声装置460。这些干涉消声装置460通过与内部排气通道218中的噪声中的一定波长的声波形成干涉，来降低排气噪声。作为一个具体的示例，每个干涉消声装置460包括干涉通道439，干涉通道439在安装部334的外表面形成孔，以使得安装部334外部的内部排气通道218与干涉通道439流体连通。干涉通道439作为内部排气通道218的旁支管，其长度为目标噪声四分之一波长的奇数倍，以使得气体从干涉通道439反射后能够与噪声形成干涉叠加。另一方面，在干涉通道439中激发气柱共振，从而在干涉通道439的出口处(即干涉通道439在安装部334的外表面形成的孔处)与内部排气通道218交界处形成驻波节点，从而降低噪声的能量。
53.与图4a所示的实施例相比，图4b所示出的实施例中包括更多的消声装置，可以达到更好的消声效果。但是更多的消声装置将会使得安装部334中的中空部位尺寸更大，可能对安装部334的强度造成影响。本领域技术人员可以根据实际噪声以及安装部334的材质、强度等，设置适当数量的消声装置。
54.图5a和图5b示出了一个共振消声装置450的具体结构，其中图5a为共振消声装置450的结构示意图，图5b为图5a的一个轴向剖视图。为了更清楚地示出共振消声装置450的具体结构，图5a中的共振消声装置450围绕其共振腔443示意性地示出了圆筒形状的外壁544，实际上的外壁由各个共振消声装置450之间间隔的安装部形成。
55.如图5a和图5b所示，安装部334具有壁545和壁546，共振消声装置450的共振腔443设置在壁545和壁546之间。连接管441从壁545向共振腔443内部延伸一定长度。压力平衡通道442与连接管441相对地设置，压力平衡通道442位于连接管441的上方，并且贯穿壁545。
连接管441和压力平衡通道442的延伸方向大致平行，并且均与共振腔443的轴向一致。连接管441和压力平衡通道442能够流体连通共振腔443和安装部334外部的内部排气通道218。作为一个示例，压力平衡通道442设置在壁545的底部，连接管441设置在壁545的顶部。
56.在本实施例中，共振腔443、连接管441及压力平衡通道442一同形成共振消声装置450，通过设置共振腔443的容积、连接管441的长度、压力平衡通道442以及连接管441的管内径，能够使得每个共振消声装置450具有一预定固有频率，并且数个共振消声装置450能够具有不同的预定固有频率。
57.压力平衡通道442用于平衡共振腔443内外的压力。具体来说，经过压缩后从转子排气出口224排出的气体会具有较高的压力并产生排气压力脉动。压力平衡通道442能够平衡共振腔443内、外的压力，防止排气压力脉动对共振腔443造成压力冲击。此外，当从转子排气出口224排出的气体中夹杂油或者水等液体时，压力平衡通道442还有助于能够及时从连接管441中排出共振腔443中的液体，避免共振消声装置450受到共振腔443中的液体影响，而无法按照预期地达到预定固有频率。
58.为了进一步降低排气压力脉动对共振腔443造成压力冲击，本实施例中还将壁545的内表面设置为部分球面的形状。本领域技术人员可以理解的是，当安装部采用强度更高的材料制作时，壁545的内表面也可以设置为平面等形状。
59.在一些实施例中，安装部334也可以不包括壁546，而直接由滑阀本体或者或者安装槽共同限定共振腔443，以进一步节省3d打印或数控加工的材料，从而节省成本。
60.本技术的共振消声装置450通过设置压力平衡通道442和壁545的形状，可以很好地避免排气压力脉动对共振消声装置450带来的影响，适合于在高压、并且有液体存在的环境下工作，因此能够适合于设置在压缩机的内部排气通道的限定壁上。
61.图6a为螺杆压缩机100中的排气壳体104的一个实施例的立体结构图，图6b示出排气壳体104的另一个实施例中的安装部634的具体结构。其中为了更清楚地示出安装部634的结构，图6b所示的排气壳体的实施例中省去了排气壳体的其他部分。如图6a、图6b结合图2a所示，排气壳体104内的排气容腔214与内部排气通道218流体连通，内部排气通道218在排气壳体104的壁面上形成内部排气孔219。内部排气孔219的孔壁661大致沿着转子的轴向延伸，以形成内部排气通道218的一部分限定壁，消声装置340设置在孔壁661上。在如图6b所示的实施例中，排气壳体包括安装部634，内部排气孔219由安装部634形成。消声装置340设置在安装部634上，并且安装部634用于连接至排气壳体的其他部分。
62.在本实施例中，用于形成内部排气通道218的滑阀210和排气壳体104上均设置有消声装置340。在一些实施例中，也可以仅在滑阀210或排气壳体104中的一个上设置消声装置340。
63.图7a和图7b示出了根据本技术的另一个实施例的螺杆压缩机中的排气壳体的两个实施例的具体结构，其中为了更清楚地示出排气壳体的具体结构，图7a和图7b中省去了螺杆压缩机的其他部分，仅示出了排气壳体。在如图7a和图7b所示的两个排气壳体的实施例中，相同的是，排气壳体704中均具有排气容腔214，内部排气通道在排气壳体704上形成内部排气孔719。内部排气孔719具有径向孔壁762和轴向孔壁761，轴向孔壁761大致沿着转子的轴向延伸，径向孔壁762大致与轴向孔壁761垂直，以形成内部排气通道的一部分限定壁。消声装置340通过安装部734设置在内部排气孔719的各个孔壁上。其中在如图7a所示的
实施例中，消声装置340设置在内部排气孔719的径向孔壁762上。在如图7b所示的实施例中，消声装置340设置在内部排气孔719的轴向孔壁761上。本领域技术人员可以理解的是，在内部排气孔的空间和强度能够满足要求时，也可以在轴向孔壁761和径向孔壁762上均设置消声装置340。
64.图8a和图8b示出了根据本技术的再一个实施例的螺杆压缩机中的转子壳体的两个实施例的具体结构，其中为了更清楚地示出转子壳体的具体结构，图8a和图8b中省去了螺杆压缩机的其他部分，仅示出了转子壳体。如图8a和图8b所示，转子壳体803中具有转子容腔213，转子容腔213用于容纳一对转子在其中转动。在本实施例的螺杆压缩机中，内部排气通道在转子壳体803上形成内部排气孔819。内部排气孔819具有径向孔壁862和轴向孔壁863，轴向孔壁863大致沿着转子的轴向延伸，径向孔壁862大致与轴向孔壁863垂直，以形成内部排气通道的一部分限定壁。消声装置340设置在在径向孔壁862和轴向孔壁863上。
65.在如图8a所示的转子壳体的实施例中，转子壳体803包括安装部834，内部排气孔819由安装部834形成。消声装置340设置在安装部834上，并且安装部834用于连接至转子壳体803的其他部分。
66.而在如图8b的转子壳体的实施例中，与图8a所示实施例不同的是，安装部由安装部834a、安装部834b和安装部834c三个部分形成，数个消声装置340设置这三个部分的安装部上。在转子壳体803上对应位置设置有三个安装槽833，分别用于安装这三个部分的安装部。
67.本领域技术人员可以理解的是，根据不同的螺杆压缩机的实施例，上述如图3a和图3b所示的滑阀、如图6a-图6b和如图7a-图7b所示的排气壳体以及如图8a-图8b所示的转子壳体可以组合使用，也可以单独使用。仅需在内部排气通道的限定壁上设置消声装置，以使得被压缩气体在进入排气容腔之前能够被消声装置降低排气压力脉动的能量以降低或消除噪声即可。
68.在现有的螺杆压缩机中，从转子排气出口排出的被压缩气体具有较高声学能量的排气压力脉动，造成螺杆压缩机的振动和噪声。在从转子排气出口经过内部排气通道进入排气容腔的过程中，内部排气通道中的被压缩气体通常温度很高、压力很大，而且往往在气体中夹杂有油或水等液体。
69.本技术的螺杆压缩机中，将消声装置设置在内部排气通道中，也就是设置在被压缩气体从转子排气出口排出至排气容腔的流动路径上，因此能够在最靠近排气压力脉动产生的部位更迅速高效地消除其噪声。
70.本技术的共振消声装置具有压力平衡通道以及部分球面的壁面形状，能够增加共振消声装置承受压力的能力，防止共振消声装置的结构被排气压力脉冲破坏，同时可实时排出消声结构中的积液，保证消声装置消声效果的稳定，因此可以设置在排气压力脉动能量非常高的内部排气通道内。
71.并且，本技术的共振消声装置具有声学超结构，通过与噪声中的某些频率的声波形成共振以降低排气压力脉冲的能量，来达到降低噪声的目的，不仅每个共振消声装置的消声效果好、占用空间小，而且多个不同预定固有频率的共振消声装置还能够在宽频范围内消除内部排气通道中的噪声。
72.此外，本技术的共振消声装置还能够与干涉消声装置等其他类型的消声装置组合
使用，以达到更好的消声效果。
73.尽管已经结合以上概述的实施例的实例描述了本公开，但是对于本领域中至少具有普通技术的人员而言，各种替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案，无论是已知的或是现在或可以不久预见的，都可能是显而易见的。因此，如上陈述的本公开的实施例的实例旨在是说明性而不是限制性的。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以进行各种改变。因此，本公开旨在包括所有已知或较早开发的替代方案、修改、变化、改进和/或基本等同方案。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而不是限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其他技术效果并且可以解决其他技术问题。