螺桿壓縮的制造方法
【專利摘要】螺桿壓縮機的螺桿轉(zhuǎn)子對具有相互非接觸嚙合的雙齒螺桿轉(zhuǎn)子(2)和三齒螺桿轉(zhuǎn)子(3)。與雙齒螺桿轉(zhuǎn)子相關(guān)的包角至少為800度。轉(zhuǎn)子頭部的平均圓周速度達到至少30米/秒的范圍。在橫截面中，兩個螺桿轉(zhuǎn)子都設(shè)有圓弧部(36.K和36.F，以及37.K和37.F)和擺線齒廓面(38和39)，在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子(2)中擺線齒廓面基本高于其輪齒節(jié)圓(6)并具有凸?fàn)钤O(shè)計，在三齒螺桿轉(zhuǎn)子(3)中擺線齒廓面低于其輪齒節(jié)圓(7)并具有凹狀設(shè)計，即凹陷的。優(yōu)選地，每個螺桿轉(zhuǎn)子的橫截面為對稱的，使得在每個橫截面中，輪廓面的重心位于各自轉(zhuǎn)子的樞軸點(M.2或M.3)。
【專利說明】螺桿壓縮機

【背景技術(shù)】
[0001] 在工業(yè)壓縮機技術(shù)中無油潤滑壓縮機變得越來越重要。由于基于環(huán)境保護法規(guī)的 承諾日益增加，還有操作和處理成本的增加，W及對輸送介質(zhì)的純度的更高要求，現(xiàn)有的有 油潤滑壓縮機，如液環(huán)式壓縮機、回轉(zhuǎn)式滑片粟W及油或水噴射螺桿壓縮機正越來越多地 被無油潤滑機器所取代。該些機器包括無油螺桿式空壓機、爪粟、隔膜粟、柱塞粟、潤旋機和 真空羅茨粟。然而，該些機器的共同之處在于，仍然無法在低廉的價格水平和令人滿意的壓 縮效率的基礎(chǔ)上，滿足人們對可靠性和耐用性W及尺寸和重量方面的期望。
[0002] 為了改善該種情況，現(xiàn)有的無油潤滑螺桿壓縮機是一種替代，因為作為典型的雙 軸位移機，它們僅需W-種非常簡單的方式，即所謂的"粟螺桿"，實現(xiàn)所要求的階段數(shù)便可 提供高壓縮能力，每個位移轉(zhuǎn)子有幾個串聯(lián)連接的封閉的具有一些包裹物的工作腔室，但 是工作腔室中無需工作流體介質(zhì)。此外，兩個反向旋轉(zhuǎn)的螺桿轉(zhuǎn)子的非接觸式曬合允許更 高的轉(zhuǎn)子速度，使得（與尺寸有關(guān)）額定吸入能力和輸送速率有所增加。無油潤滑螺桿壓 縮機可用于真空W及正壓力的應(yīng)用場合；其在正壓力的應(yīng)用中的功耗自然顯著較高，因為 在正壓力范圍內(nèi)，最終的壓力肯定高于2己（絕壓），最高達15己甚至更高，必須克服更大 的壓力差。
[0003] 在PCT的專利文獻W0 00/12899中描述了一種用于無油潤滑螺桿位移機的簡單的 轉(zhuǎn)子冷卻系統(tǒng)，其中每個轉(zhuǎn)子上設(shè)有圓錐形轉(zhuǎn)子鉆孔，冷卻劑（優(yōu)選為油）被引入到鉆孔 中，從而持續(xù)帶走在壓縮過程中產(chǎn)生的部分壓縮熱。在專利文獻PCT/EP2008/068364中，該 種方法得W發(fā)展，冷卻劑通過內(nèi)部的冷卻劑（油）粟輸送W冷卻粟殼體，通過單獨的熱交換 器形成優(yōu)選的共同的冷卻劑循環(huán)，W帶走在輸送介質(zhì)的壓縮過程中所吸收的那部分熱量， 并且?guī)ё呱釗p失，W在所有工作條件下保持轉(zhuǎn)子對和周圍粟殼體之間的間隙值。該些專 利文獻中有利地在壓縮過程中通過相關(guān)的工作腔室/核也組件的熱平衡影響散熱效果，從 而大大提高效率和可靠性。然而，壓縮性能W及容量仍然可W被改進，并且該種改進不僅針 對于無油潤滑的位移機的更復(fù)雜的應(yīng)用，因為目前由輸送氣體的入口和排放出口之間的各 個串聯(lián)連接的工作腔室的內(nèi)部泄漏引起的損失仍然過高。該種情況亟待改進。
[0004] 本發(fā)明的目的在于，顯著改善無油潤滑的雙軸旋轉(zhuǎn)位移機的效率和壓縮效率，該 位移機用于在真空壓力和正壓力的應(yīng)用中運輸和壓縮氣體輸送介質(zhì)。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，該目的是該樣實現(xiàn)的，無油潤滑螺桿壓縮機作為雙軸位移機，用于真 空壓力和正壓力，轉(zhuǎn)子對在位于壓縮機的工作腔室外部的同步裝置的驅(qū)動下獲得反向旋轉(zhuǎn) 并具有一定的旋轉(zhuǎn)角度，該轉(zhuǎn)子對由雙齒螺桿轉(zhuǎn)子和相曬合的H齒螺桿轉(zhuǎn)子組成，其包角 至少800度，但優(yōu)選大于1160度，最有利地大于2600度，對于特別高的壓力差的情況，包 角甚至大于3500度，因為壓縮能力越高包角應(yīng)該越大，由此，螺桿轉(zhuǎn)子高速運行，W獲得至 少30米/砂，更好地為45米/砂，但是最有利的是高于60米/砂或者甚至更好地大于80 米/砂的轉(zhuǎn)子頭部的平均圓周速度，因為圓周速度越大，螺桿壓縮機的效率等級就越高，由 此兩個螺桿轉(zhuǎn)子都具有擺線齒廓面，在雙齒轉(zhuǎn)子中擺線齒廓面被設(shè)計為基本高于其輪齒節(jié) 圓，并且擺線齒廓面是凸?fàn)畹模碬球根狀突出，在H齒轉(zhuǎn)子中擺線齒廓面被設(shè)計通常低于 其輪齒節(jié)圓，并且擺線齒廓面是凹狀的，即凹陷的，因此每個螺桿轉(zhuǎn)子的橫截面優(yōu)選為對稱 的，使得每個橫截面的重也位于轉(zhuǎn)子的樞軸點，由此，由于所謂的內(nèi)部壓縮比，入口側(cè)工作 腔室的容積比在出口側(cè)大，是該樣實現(xiàn)的，螺桿轉(zhuǎn)子對任一入口側(cè)的橫截面具有比出口側(cè) 的橫截面大的工作腔室的橫截面，該至少要在一個螺桿轉(zhuǎn)子中實施，但優(yōu)選為在兩個螺桿 轉(zhuǎn)子中，在轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向，通過預(yù)設(shè)的齒根圓半徑縮短，使得與其曬合的轉(zhuǎn)子的齒根 圓半徑增大，或者轉(zhuǎn)子對的主軸螺距減小使得入口處比排放出口處增大的多，由此，在更高 的內(nèi)壓條件下，即超過約3倍，橫截面面積的減小伴隨著螺距的減小，從而優(yōu)選地形成在轉(zhuǎn) 子縱向軸線方向上的橫截面的變化，W使得轉(zhuǎn)子的外直徑呈現(xiàn)圓錐形，每個螺桿轉(zhuǎn)子具有 至少一個恒定的直角齒錐值，由此，優(yōu)選地，必須在每個螺桿轉(zhuǎn)子的入口區(qū)設(shè)置具有恒定的 直徑值的圓柱形區(qū)域，由此，在入口區(qū)，優(yōu)選設(shè)計齒廓面使得H齒螺桿轉(zhuǎn)子上的齒廓面長度 上延伸，優(yōu)選擺線，也高于其輪齒節(jié)圓，該意味著，在輪齒系統(tǒng)中，雙齒轉(zhuǎn)子上的齒廓面也必 須低于其輪齒節(jié)圓而長度上延伸，并且同樣優(yōu)選地，螺桿轉(zhuǎn)子設(shè)有用于散熱的內(nèi)部轉(zhuǎn)子流 體冷卻裝置，壓縮機殼體也設(shè)有用于散熱的流體冷卻系統(tǒng)，從而用于轉(zhuǎn)子對W及壓縮機殼 體的冷卻劑優(yōu)選在一個共同的冷卻回路中使用，從而使螺桿轉(zhuǎn)子的設(shè)計參數(shù)（如頭部輪廓 的齒距角和每個轉(zhuǎn)子的齒頂圓半徑）被設(shè)計成使得雙齒螺桿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子平均溫度相對于 H齒螺桿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子平均溫度偏離小于25%，更好的是小于10%，該是通過轉(zhuǎn)子參數(shù)的設(shè) 計實現(xiàn)的，從熱力學(xué)角度，每個轉(zhuǎn)子都通過氣體側(cè)的熱吸收表面、材料中的熱傳遞和散熱的 冷卻劑接觸內(nèi)部轉(zhuǎn)子冷卻圓錐形的表面建立起熱平衡，從而導(dǎo)致各轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子平均溫度也 相對于周圍的壓縮機殼體的溫度的偏離小于25%，更好的是相對于螺桿轉(zhuǎn)子的最高平均溫 度的偏離小于10%，由此，該殼體的平均溫度取決于壓縮機殼體的冷卻劑接觸表面的尺寸 和冷卻劑流動參數(shù)，尤其是涉及到冷卻劑質(zhì)量流量和冷卻劑的溫度水平，并通過對螺桿轉(zhuǎn) 子的平均溫度的適應(yīng)W實現(xiàn)溫度差的更好的最小化要求，除了每個冷卻圓錐直徑的路徑和 調(diào)節(jié)質(zhì)量流量規(guī)則，每個螺桿轉(zhuǎn)子有的特別影響熱傳導(dǎo)的其他可能，可選地在內(nèi)部轉(zhuǎn)子冷 卻圓錐的每個鉆孔對稱地設(shè)置細長的凹部，使得該些凹部都低于各自的螺桿轉(zhuǎn)子齒，其可 W通過鉆削加工在工業(yè)上可靠地生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明，還建議當(dāng)齒頂圓半徑被選擇時，通過頭 部輪廓的齒距角，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子齒距角肘角優(yōu)選地設(shè)計為使得該齒距角肘角大于 每個轉(zhuǎn)子的雙面壓縮機殼體的孔徑角。此外，根據(jù)本發(fā)明，每個螺桿轉(zhuǎn)子剛性安裝在其自身 的巧架軸上，由此，每個巧架軸的功能包括提供冷卻劑、外部同步W及安裝。如果通過正齒 輪進行同步，本發(fā)明還建議將安裝在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子上的齒輪側(cè)轉(zhuǎn)子的外徑設(shè)計為大于雙齒 螺桿轉(zhuǎn)子的同步齒輪的外徑，使得雙齒螺桿轉(zhuǎn)子作為旋轉(zhuǎn)單元可W被完整地安裝并最終達 到平衡。多個齒廓面特別是在轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向上有所不同，它們在工業(yè)上的生產(chǎn)通過 在車床上沿轉(zhuǎn)子縱向軸線方向旋轉(zhuǎn)單個的點序列螺旋線相繼完成，該在結(jié)合后最終形成齒 廓面。根據(jù)經(jīng)驗，為了減少重量和壓縮過程中更好的散熱，建議螺桿轉(zhuǎn)子對在鋼巧架軸上由 具有高導(dǎo)熱性的材料制成，優(yōu)選為鉛合金，由此，壓縮機殼體同樣優(yōu)選為鉛合金。
[0006] 一心巧術(shù)術(shù)語的簡要解釋
[0007] 螺桿轉(zhuǎn)子上的"包角"被定義為沿單個齒廓橫截面之間的螺桿轉(zhuǎn)子軸的所有扭轉(zhuǎn) 角的總和，單個齒廓橫截面是當(dāng)轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向上的Z軸值增加時形成的。因此，Z軸 位置Zi的齒廓橫截面與在相鄰位置Zw的齒廓橫截面相比，兩個橫截面相對于彼此扭轉(zhuǎn)了 角度地ii，根據(jù)所選函數(shù)Z (地i)可W準(zhǔn)確地得到該個從Zi到Zw的步驟中的地ii。沿螺桿 轉(zhuǎn)子軸橫截面的所有的扭轉(zhuǎn)角的總和等于包角，其在該里與雙齒轉(zhuǎn)子有關(guān)并縮寫為PHI. 2。 對于H齒轉(zhuǎn)子，為滿足輪齒系統(tǒng)的要求，該扭轉(zhuǎn)角必須適合于傳動比，因此扭轉(zhuǎn)角為相同長 度的螺桿轉(zhuǎn)子的給定因數(shù)。包角為階段數(shù)的決定量度。
[0008] "階段數(shù)"是指在轉(zhuǎn)子入口側(cè)和轉(zhuǎn)子出口側(cè)之間的螺桿轉(zhuǎn)子對中的封閉的工作腔 室的數(shù)目。優(yōu)選地，階段數(shù)由轉(zhuǎn)子長度的整數(shù)和所選的包角PHI.2構(gòu)成。優(yōu)選地，PHI.2值 集塊至至少下一個整十，即例如，從2411。到2420。。
[0009] "工作腔室"是指轉(zhuǎn)子對的齒之間的封閉的空間的容積，其由周圍的壓縮機殼體和 齒輪傳動定律中定義的齒廓接合之間的螺桿轉(zhuǎn)子齒廓面間隙所限定，，由此該些曬合轉(zhuǎn)子 對齒廓面被視為接觸的，即接近于零間隙。然而，在實踐中，曬合轉(zhuǎn)子對齒廓面確實有一定 的間隙，盡管盡可能小，也會導(dǎo)致內(nèi)部泄漏回流。"入口側(cè)的工作腔室容積"是在粟側(cè)的第一 個封閉的工作腔室的容積，相應(yīng)地，"出口側(cè)的工作腔室容積"是用于輸送氣體出口前的最 后一個工作腔室的容積。該兩個容積的商為"內(nèi)部壓縮比"。出于實用的目的，大于3的值 可W被確定為"高內(nèi)部壓縮比"。工作腔室的容積由相應(yīng)的工作腔室的橫截面面積乘W由主 軸螺距定義的在轉(zhuǎn)子軸的縱向軸線方向上工作腔室的每段長度來計算。
[0010] 特別對于螺桿轉(zhuǎn)子對，"橫截面"定義為每個垂直于螺桿轉(zhuǎn)子軸而穿過螺桿轉(zhuǎn)子對 的切面，優(yōu)選地，將螺桿轉(zhuǎn)子軸定義為Z軸，該樣橫截面便位于笛卡爾直角坐標(biāo)系的x-y平 面上。螺桿轉(zhuǎn)子對的軸線W固定的間距保持平行，該一間距表示螺桿壓縮機的一個重要參 數(shù)，也就是所謂的"軸距"。
[0011] 兩個螺桿轉(zhuǎn)子的"外部同步"是必須的，因為轉(zhuǎn)子對在沒有工作流體介質(zhì)的壓縮機 的工作腔室中工作，即"無油潤滑"，并且它的高速度造成其非接觸運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子W最小可能的 面間隙相對于彼此反轉(zhuǎn)運行。為了確保轉(zhuǎn)子對始終非接觸運轉(zhuǎn)，兩個螺桿轉(zhuǎn)子必須始終W 很高精度的轉(zhuǎn)動角驅(qū)動，轉(zhuǎn)動角在幾角分的范圍內(nèi)，其通過外部同步來完成是公知的。迄今 為止最常用的實現(xiàn)外部同步的方法是通過直接曬合的正齒輪，其節(jié)圓與相應(yīng)的螺桿轉(zhuǎn)子粟 螺桿的輪齒節(jié)圓正好一樣大。然而，也存在該樣的可能，例如，電子的轉(zhuǎn)子對同步，其中每個 轉(zhuǎn)子都由其自身電機電子地驅(qū)動而符合該轉(zhuǎn)動角。
[0012] "入口區(qū)"可由包角區(qū)域的方式來描述，在入口側(cè)，第一封閉工作腔室由連續(xù)的扭 轉(zhuǎn)角形成。根據(jù)本發(fā)明的螺桿轉(zhuǎn)子對中，入口區(qū)開始于720度加上在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子的入口 側(cè)的齒頂圓弧中也角ga.邸2處的入口橫截面?zhèn)取?br> [0013] 在空氣吸力中，"正壓力"是指在運行中的最終壓力，即大于25己的絕對壓力值； 通常8己至15己是常見的，但在較高的階段數(shù)中，可W達到大于25己的壓力。在非空氣吸 力中，該些值相應(yīng)地改變。最終壓力是小于50毫己的絕對壓力，更好的是小于1毫己，被 認(rèn)為是真空或負(fù)壓力，在相應(yīng)的階段數(shù)，相對在空氣壓力范圍內(nèi)的出口壓力，甚至小于0. 01 毫己絕對壓力。
[0014] W上稱為"所需的最小化的溫度差"是基于該樣的情況，在壓縮機的工作腔室中工 作的核也組件，即在周圍的壓縮機殼體中的轉(zhuǎn)子對，應(yīng)當(dāng)相對于彼此W盡可能小的間隙工 作，W保持相當(dāng)?shù)偷膬?nèi)部回流。而無油潤滑位移機經(jīng)歷不同的工作過程，例如，從啟動時的 溫度通常較低的狀態(tài)到運行中某一點的較熱狀態(tài)，所述核也組件的熱膨脹的差異應(yīng)保持盡 可能低，W便通過間隙的回流保持在控制范圍內(nèi)。但是，由于對于該里的結(jié)構(gòu)，熱膨脹基本 上是由組件的溫度決定的，核也組件之間的溫度差必須保持盡可能低。
[0015] 如權(quán)利要求5所述的特征的優(yōu)點在于，開始壓縮后，氣孔迅速變小。該會產(chǎn)生高吸 力容積。如權(quán)利要求11所述的特征產(chǎn)生更好的散熱效果。該在啟用車床進行生產(chǎn)和加工 轉(zhuǎn)子時是有利的。如權(quán)利要求12所述的特征形成了對于內(nèi)部泄漏的改進；氣密性得到了改 善。如權(quán)利要求13所述的特征在加工完的轉(zhuǎn)子單元的安裝上得到了改善。該對于兩個轉(zhuǎn) 子的緊固尤為重要。
[0016] 如權(quán)利要求14所述的特征提供了一種適于轉(zhuǎn)子的制造工藝。人們發(fā)現(xiàn)，用成形刀 具生產(chǎn)轉(zhuǎn)子是不可行的。如權(quán)利要求16所述的特征產(chǎn)生了良好的散熱性。如權(quán)利要求17 所述的特征通過阻礙泄漏流動的通道阻止了泄漏。如權(quán)利要求18所述的特征，散熱得到了 改善。如權(quán)利要求19所述的特征形成了該樣一種肘彎，使得更好的接近節(jié)圓線下?？蓞⒖?圖7和9,其中對此進行了說明。如權(quán)利要求20所述的特征使制造更容易。權(quán)利要求2、21 和22所述的特征形成不同的旁路。如權(quán)利要求21和22所述的特征，有效地幫助防止過壓 縮或欠壓縮。根據(jù)權(quán)利要求23所述的一個特征，旁路鉆孔的直徑不大于頭部的寬度，從而 避免了工作腔室之間的短路。
[0017] 本發(fā)明將參考W下附圖進一步描述：
[0018] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的螺桿轉(zhuǎn)子對的示例性剖視圖，W及總共4個沿轉(zhuǎn)子縱向 軸線方向的不同的Z軸位置上的橫截面視圖。在此，入口（18)和出口（19)之間工作腔室 橫截面面積（40)的減小變得與轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上主軸螺距m(z)的縮小一樣明顯，兩個 尺寸的設(shè)計目的都是實現(xiàn)更高的內(nèi)部壓縮比，在此情況下為H倍W上。術(shù)語SE. Z = 0標(biāo)明 縱向軸線位置為Z = 0的相應(yīng)的橫截面平面。在圓柱形的入口區(qū)（41)之后，螺桿轉(zhuǎn)子的外 徑有所變化，使得在本實施例中的每個螺桿轉(zhuǎn)子形成恒定的錐角ga. 2Ke或ga. 3Ke。還示出 了未冷卻的圓柱形入口區(qū)（41)，其輪廓超出各自的節(jié)圓，W及螺桿轉(zhuǎn)子和各自的巧架軸之 間的剛性連接部（17a)，由此，可W看到位于SE. Z = L. ges的出口側(cè)橫截面處的螺桿轉(zhuǎn)子和 巧架軸之間的第二剛性連接部（nb)，W及冷卻流體通道。其他橫截面圖中示出了用于內(nèi) 部轉(zhuǎn)子的冷卻裝置巧和9)和用于殼體的冷卻裝置（12)。該里，外部同步通過正齒輪（14 和15)提供的，由此，在雙齒轉(zhuǎn)子中，齒輪側(cè)安裝部（13)的外直徑大于同步齒輪（14)的外 直徑，W允許雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)的旋轉(zhuǎn)單元完整地安裝，并允許螺桿壓縮機的平衡W及只 有在平衡后才進行的后續(xù)安裝。
[0019] 圖2示出本發(fā)明的具有壓縮機殼體（1)的單個橫截面的放大視圖的實例，轉(zhuǎn)子對 由雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)和H齒螺桿轉(zhuǎn)子（3)構(gòu)成，其具有用于轉(zhuǎn)子對和用于壓縮機殼體（1) 的完整的流體冷卻系統(tǒng)，并且在該橫截面中，工作腔室的橫截面面積（40)的尺寸變化使得 下一個橫截面通過減小工作腔室的容積的容量而出現(xiàn)內(nèi)部壓縮。
[0020] 圖3中的橫截面圖示出了用于齒廓設(shè)計的參考編號。因此，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)的 節(jié)圓半徑做始終為軸距a的40%，S齒螺桿轉(zhuǎn)子做的節(jié)圓半徑（7)對于所有橫截面始 終為該a值的60%。作為優(yōu)選的對稱的齒廓設(shè)計（為了更好的平衡性能），在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子 中擺線齒廓（38)共出現(xiàn)了四次，而在H齒螺桿轉(zhuǎn)子中齒廓（39)共出現(xiàn)了六次。通過改變 齒頂圓半徑R.2(z)和R.3(z) W及頭部輪廓Ra. K2(z)的齒距角，該些齒廓發(fā)生變化。工作 腔室的形成是通過管理雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)的四個巧距巧端點E. 2a、E. 2. b、E. 2. C和E. 2. d 通過M. 2-M. 3中也到中也的連接線來控制的。
[0021] 圖4示出本發(fā)明的一個實施例的整個螺桿壓縮機的截面圖，雙齒轉(zhuǎn)子（2)具有 兩個不相等的錐角ga. G2. kel和ga. G. 2. ke2,雙齒轉(zhuǎn)子（2)具有轉(zhuǎn)子長度段L. zyl W及 L. 2. kel和L. 2. ke2,入口（18)和出口（19)之間的總長度為L. ges。圖中示出了通過正齒 輪對（14和15)同步的轉(zhuǎn)子對，W及內(nèi)部轉(zhuǎn)子的冷卻裝置巧和9)，冷卻裝置包括冷卻流體 源（22)和用于殼體的流體冷卻裝置（12)。
[0022] 圖5示出本發(fā)明的螺桿轉(zhuǎn)子對的橫截面的一個實施例，W解釋所建立的熱平衡， 因為必須實現(xiàn)在轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上的設(shè)計參數(shù)，如轉(zhuǎn)子頭部輪廓（34)的齒距角和每個 轉(zhuǎn)子（2和3)的齒頂圓半徑（30和31)，W使得雙齒轉(zhuǎn)子（2)的轉(zhuǎn)子平均溫度相對于H齒轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)子平均溫度偏離小于25%，更好的是小于10%。為了該個目的，根據(jù)熱力學(xué)熱平衡 計算中的指示熱流箭頭，通過在輸送氣體側(cè)（24,25和28)的熱吸收、材料中的熱傳導(dǎo)，W及 經(jīng)由冷卻流體的散熱（26, 27和29)，確定并比較每個組件的溫度，W及確定并相互比較每 個組件的工作腔室區(qū)域AK. ij，AK. ji，AK. ii和AK. jj。通過迭代參數(shù)的適應(yīng)，特別是對于 冷卻流體的參數(shù)，如冷卻劑的質(zhì)量流量和冷卻劑的溫度水平，核也組件的組件溫度差可W 最小化，核也組件即轉(zhuǎn)子2和轉(zhuǎn)子3 W及外殼，該樣螺桿壓縮機的可靠性得到提高，因為W 最小的溫度差，間隙的熱縮減的風(fēng)險得W避免。
[0023] 圖6具體示出了圖4內(nèi)容的一部分，即螺桿轉(zhuǎn)子的齒頂圓弧的凹槽（35)的具體設(shè) 計，優(yōu)選地，在制造轉(zhuǎn)子時，該些凹槽通過車床車削而成，作為齒頂圓的螺旋循環(huán)凹槽，W增 加殼體到轉(zhuǎn)子頭部的泄漏流體的流動阻力，從而減少內(nèi)部泄漏。
[0024] 在圖3和圖5的橫截面中，示出了形成工作腔室的輪廓線，即（36.巧和（38) W及 (37.巧和（39)，工作腔室用于運輸輸送介質(zhì)，對于螺桿轉(zhuǎn)子對涉及冷卻劑接觸散熱線（26) 和（27)，作為直管段。在每個螺桿轉(zhuǎn)子中，該種關(guān)系沿轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向變化，該樣當(dāng)壓 縮開始時，在工作腔室側(cè)的輪廓線比在冷卻劑側(cè)的輪廓線長，并且每個工作腔室越接近出 口，冷卻劑側(cè)的輪廓線就越長，而工作腔室側(cè)的輪廓線就越短。根據(jù)本發(fā)明，螺桿轉(zhuǎn)子（至 少正壓力的應(yīng)用）必須設(shè)計為使得在出口側(cè)，從而在壓縮端，冷卻劑側(cè)輪廓線比工作腔室 側(cè)的輪廓線長。
[00巧]根據(jù)本發(fā)明，由螺桿轉(zhuǎn)子對形成的工作腔室容積在入口和出口之間減小。工作腔 室的最大容積與最小容積之商被稱為內(nèi)部壓縮比n，其最初只是一個純幾何意義產(chǎn)生的數(shù) 字。正如眾所周知的，任何壓縮機運行于其理想的工作點，"最后的"工作腔室恰好朝向出口 打開之前，其通過內(nèi)部壓縮精確達到出口處的壓力。
[0026] 然而，在大多數(shù)的真空壓力應(yīng)用中，吸氣壓力的變化是由于抽空過程，該意味著必 須找到內(nèi)部壓縮比n的折衷值。因為該個值對于多數(shù)真空壓力應(yīng)用是相對較低的（該值 往往小于3)，如果根據(jù)本發(fā)明，對于大多數(shù)真空螺桿壓縮機該值是足夠的，內(nèi)部壓縮比僅通 過增加具有恒定半徑值的節(jié)距來實施，因此，對于許多的真空壓力應(yīng)用，至少一個螺桿轉(zhuǎn)子 被設(shè)計為具有簡單的圓柱直徑。
[0027] 然而，在大多數(shù)正厘立應(yīng)用中，必須W更高的內(nèi)部壓縮比值為目的，根據(jù)本發(fā)明， 該是通過改變節(jié)距，W及幾何上減小轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上的橫截面面積來實現(xiàn)的。同時，當(dāng) 工作腔室沿轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向從入口到出口運輸，內(nèi)部回流（即所謂的各個工作腔室之 間的"內(nèi)部泄漏"）必須最小化，而目的必在于在入口側(cè)的工作腔室具有最大可能的吸入容 積。對于大的吸入容積，螺桿轉(zhuǎn)子的外徑必須增大，使得H齒螺桿轉(zhuǎn)子的齒頂圓半徑變得大 于H齒螺桿轉(zhuǎn)子的節(jié)圓，優(yōu)選地在入口區(qū)被設(shè)計為恒定的圓柱狀。根據(jù)本發(fā)明，在轉(zhuǎn)子縱向 軸線方向上H齒螺桿轉(zhuǎn)子的外徑，如R.3K(z)的值標(biāo)號（31)，被設(shè)計為（如圖7所示）使得 3z轉(zhuǎn)子頭部輪廓線（43.a)與3z節(jié)圓（7)的交點Kie限定Ldkht.Mek巧O.a)的長度，該長度 大于轉(zhuǎn)子輪廓化6)的總長度的一半。優(yōu)選地，在入口處3z轉(zhuǎn)子頭部輪廓線（43. a)在部分 段具有圓柱形的恒定值R. 3K狂二0) = R. 3K. in = 0. 5 ? D. 3K. in,并且在出口處單調(diào)下降 過程后，具有R. 3K狂二L. ges) = R. 3K. out = 0. 5 *D. 3K. out的值，其中R為半徑，D為直 徑。兩個頭部輪廓線（42)和（43)必須被設(shè)計成連續(xù)地單調(diào)下降，由此為實用目的，為各個 頭部輪廓線選定傾斜角。
[0028] 圖7只示出了最原始設(shè)計的"暫定的"頭部/根部輪廓，因為依據(jù)制造工藝，提供了 特別的適應(yīng)配置W優(yōu)化刀具運行，從而最終得到如圖10所示的螺桿轉(zhuǎn)子對的"實際的"頭 部/齒根線輪廓。
[0029] 眾所周知，在螺桿轉(zhuǎn)子W恒定的軸距配對時，化頭部輪廓（42)，通過旋轉(zhuǎn)軸鏡像， 直接且明確地得到了完整的3z根部輪廓（45)，正如在2x齒根線（44)明確地由3z頭部輪 廓而來。如圖8和9所示，對于兩個螺桿轉(zhuǎn)子中的任何一個來說，僅看頭部輪廓就足W完整 且明確地描述所有轉(zhuǎn)子半徑線。
[0030] 圖8示出了在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中圖7的暫定的化頭部輪廓（42. a),其簡化為長度 為L. 2K. 的圓柱形入口部W及點Kie和K2.C之間直到排放出口單調(diào)連續(xù)的輪廓。根據(jù)本 發(fā)明，對于實際的2z頭部輪廓（42. b)具有曲率恒定的過渡，根據(jù)容許的載荷極限，其長度 L.化在螺桿轉(zhuǎn)子制造過程中限定了刀具運行。根據(jù)該實際的化頭部輪廓（42. b)，實際的 3x根部輪廓（45. b)也被完整且明確地限定了。
[0031] 圖9示出了在H齒螺桿轉(zhuǎn)子中圖7的暫定3z頭部輪廓（43. a)，其簡化為長度為 L. 3K. 的圓柱形入口部W及點Ks.c和Ks.p和Ks.h之間直到排放出口的單調(diào)連續(xù)的3z頭 部輪廓，由此，3z節(jié)圓線（7)被切斷，使得密封表面L. dicht. Knick(50. a)至少為轉(zhuǎn)子輪廓 總長度L. ges(66)的一半長。經(jīng)驗表明，對于實際的3z頭部輪廓（43.b)，在點Ks.b和Kie 之間存在曲率恒定的過渡，優(yōu)選具有一個轉(zhuǎn)折點，根據(jù)加工機的容許載荷極限，其長度L 3b 在螺桿轉(zhuǎn)子制造過程中限定了刀具運行。通過3z節(jié)圓線（7)交叉點K3.D，明確地得到了實 際的密封表面L. dicht. 1ST (50. b)，其至少為轉(zhuǎn)子輪廓總長度L. ges (66)的一半長。根據(jù)實 際的3z頭部輪廓（43. b)，實際的化根部輪廓（44. b)也被完整且明確地限定了。
[0032] 圖10最終示出了實際的化頭部輪廓（42. b)和3z頭部輪廓（43. b)，其中通過總 長度L. ges (66)明確限定每個軸距的相曬合的化齒根線（44. b)和3z齒根線（45. b)的實 際輪廓，由此，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子的粟螺桿（46)顯示為交叉陰影線部分，H齒螺桿轉(zhuǎn)子的粟螺 桿（47)顯示為具有H角形陰影的區(qū)域W及曬合粟螺桿（48)。此外，示出了每個螺桿轉(zhuǎn)子的 內(nèi)部轉(zhuǎn)子冷卻裝置（8)和巧），W及各自的節(jié)圓線（6)和（7)。
[0033] 在實際壓縮機操作中眾所周知的是，幾何內(nèi)部壓縮比n。。。和實際內(nèi)部壓縮比n^T 之間必然存在差異，因為只有在等溫壓縮（即在壓縮過程中沒有溫度變化）中兩個值才是 相同的。然而，在螺桿壓縮機的壓縮過程中輸送介質(zhì)的溫度上升，實際的內(nèi)部壓縮比n。。。 取決于溫度變化，眾所周知的是，其必須利用多變指數(shù)來計算。如上所述，應(yīng)該致力于壓縮 機的理想運行，即壓縮機的每個"最后的"工作腔室直接在其開口朝向排放出口之前，通過 出口處的內(nèi)部壓縮達到精確的壓力，W避免任何浪費能源的"過壓縮"或"欠壓縮"。然而， 雖然在成品機中，幾何內(nèi)部壓縮比n。。。已經(jīng)由零件的實際設(shè)計所確定，并且由于應(yīng)用場合 (例如在熱/冷的環(huán)境中）所決定的不同的散熱，多變指數(shù)會產(chǎn)生波動，并且由于操作的最 終壓力將是可變的，如果實際的內(nèi)部壓縮比nUT能夠相適應(yīng)將是有利的。
[0034] 為了確保實際的內(nèi)部壓縮比riuT可理想地適應(yīng)特定的應(yīng)用條件，本發(fā)明還建議在 "過壓縮"（螺桿轉(zhuǎn)子的工作腔室中的壓力已經(jīng)超過前方的排放出口的運行壓力）的情況 下，設(shè)置過壓縮輸送氣體流巧5)，作為主輸送氣體流巧2) W外的局部輸送氣體流，其通過 附加的輸入鉆孔化0)由控制裝置巧6)來控制，在"欠壓縮"（螺桿轉(zhuǎn)子的工作腔室中的壓 力在排放出口之前未達到運行壓力）的情況下，設(shè)置欠壓縮輸送氣體流巧7)，作為主輸送 氣體流化2) W外的局部輸送氣體流，其通過調(diào)節(jié)裝置巧8)控制。在離開輸送氣體之后，設(shè) 置二次冷卻器，從而在"欠壓縮"的情況下，在運行壓力下經(jīng)冷卻的（?。┹斔蜌怏w流入壓 力不足的工作腔室，由此，在出口腔室（19)中的壓力與運行壓力大致相同。
[00巧]為了進一步說明，應(yīng)該指出的是，眾所周知，"欠壓縮"導(dǎo)致等容剩余壓縮，該時最 后的工作腔室容積必須頂著較高的出口壓力被排出，而沒有容積變化，該在能源損耗方面 當(dāng)然是不足之處。
[0036] 而每個工作腔室遍布雙齒W及H齒螺桿轉(zhuǎn)子，過或欠壓縮中的輸送氣體均衡局部 流的輸入W及輸出僅取決于橫截面平面中Z. Pi位置，此外圖12做了補充顯示。
[0037] 圖11示出了一個實施方式的實施例，其中浪費能源的"過/欠壓縮"可被避免。在 壓縮過程中，由于螺桿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，工作腔室接近出口腔室（19)，并且由于工作腔容積的減 小，工作腔室中的壓力上升。而每個工作腔室經(jīng)過鉆孔化0)和化1)，直接確定工作腔室壓 力相對于運行壓力偏離了多少而構(gòu)建，使得要么由調(diào)節(jié)裝置巧6)觸發(fā)過壓縮輸送氣體流 (55)，要么由調(diào)節(jié)裝置巧8)觸發(fā)欠壓縮輸送氣體流（57)，由此，鉆孔巧4、55和60、61)自然 可W有利地分布在圓周上。
[003引此外，鉆孔巧4)和巧9) W及化0)和化1)自然可W用于兩個流動方向，使得兩個 調(diào)節(jié)裝置巧6)和巧8)可W結(jié)合為一個調(diào)節(jié)裝置中，取決于工作腔室中的壓力，該個調(diào)節(jié)裝 置引導(dǎo)輸送氣體局部流作為輸送氣體二次冷卻器巧3)的過壓縮輸送氣體流巧5)，或者作 為輸送氣體二次冷卻器巧3)的欠壓縮輸送氣體流巧7)而進入工作腔室中。
[0039] 調(diào)節(jié)裝置（56和58)也可W設(shè)計成簡單的單向閥。
[0040] 圖12示出了螺桿轉(zhuǎn)子（60或61)的工作腔室鉆孔（60或61)。在主軸旋轉(zhuǎn)過程 中，螺桿轉(zhuǎn)子頭部化3)緊密地通過工作腔室鉆孔（60或61)，從而實現(xiàn)其固定的打開和閉 合，有利的是，為每個均衡輸送氣體局部流（55或57)設(shè)置至少兩個輸入鉆孔（60或61)，W 避免均衡輸送氣體局部流（55或57)不合意的氣體脈動。在該個橫截面中，每個輸入鉆孔 (60或61)的直徑0V.Pi小于頭部寬度A m. Ki。兩個輸入鉆孔（60或61)的距離值A(chǔ) U. 2i 必須小于頭部弧長邸.i (z)，優(yōu)選地，約為已知的邸.i (z)值的一半長。在H個輸入鉆孔的 情況中，距離值A(chǔ)u. 3i為頭部弧長值邸.i(z)和間隙弧長值FB. i(z)之間的值。
[0041] 與雙齒螺桿轉(zhuǎn)子相關(guān)的包角優(yōu)選為大于1160度，有利地大于1700度，甚至更有利 地大于2600度，對于特別高的壓縮要求，包角甚至大于3500度。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子頭部的平均 圓周速度在至少45米/砂的范圍，然而有利地為高于60米/砂，為了更好的效果則要大于 80米/砂。在橫截面中，兩個螺桿轉(zhuǎn)子具有圓弧部（36. K和36. F，W及37. K和37.巧和擺 線齒廓面（38和39)。在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)中，擺線齒廓面基本高于其輪齒節(jié)圓（6)并且是 凸?fàn)畹?，即球根狀突出。在H齒螺桿轉(zhuǎn)子（3)中，擺線齒廓面基本低于其輪齒節(jié)圓（7)并且 是凹狀的，即凹陷的。在該兩種情況下，基本是指至少80 %的輪廓深度，其中，輪廓深度是雙 齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)或H齒螺桿轉(zhuǎn)子（3)的齒頂圓和齒根圓之間的距離。
[0042] 在入口區(qū)，只有輕微的輸送氣體的壓力差，并且每轉(zhuǎn)輸送最大可能容積。該意味 著，入口區(qū)允許更高的llKRO值，因為更高的hKRO值W及由此而來的高吸入能力對于大的 橫截面是有利的。
[0043] 在出旦區(qū)，由于所謂的"內(nèi)部壓縮比"工作腔室容積變小，并且存在較大的壓力差， 使得轉(zhuǎn)子W盡可能緊密的方式配對，即W最小的llKM)值（理想狀態(tài)為零），使內(nèi)部泄漏回 流最小化。
[0044] 在殼體交點邊緣與轉(zhuǎn)子對曬合線之間引入氣孔距離尺寸。該氣孔距離尺寸的值優(yōu) 選約為軸距值的5%至10%，由此，在縱向軸線方向的情況如下；在入口區(qū)，氣孔距離尺寸 優(yōu)選為大于軸距的5%。因此，僅當(dāng)壓力差適當(dāng)時，吸入容積增大。在出口區(qū)域，氣孔距離尺 寸優(yōu)選為小于軸距值的5%。因此，實現(xiàn)了必要的壓縮能力，內(nèi)部泄漏也相應(yīng)地最小化。優(yōu) 于5%為3%，甚至更有利的是2%。
[0045] 有利的是，在壓縮長度的至少50% (見于朝向出口的輸送方向），氣孔距離尺寸小 于軸距值的5%。
[0046] 有利的是，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子的齒廓面完全高于其節(jié)圓，H齒轉(zhuǎn)子的齒廓面完全低于 其節(jié)圓。
[0047] 壓縮長度定義為轉(zhuǎn)子縱向軸線（通常為笛卡爾坐標(biāo)中的Z軸）方向上的長度，在 該長度方向上，工作腔室容積的尺寸減小，該意味著產(chǎn)生了所謂的"內(nèi)部壓縮"，W及通過轉(zhuǎn) 子圓錐形的內(nèi)部冷卻的壓縮熱損耗。壓縮長度等于整個轉(zhuǎn)子長度的主要部分；只在吸入側(cè)， 具有形成工作腔室并產(chǎn)生吸入容積的輸入長度。
[0048] 曬合線是兩個螺桿轉(zhuǎn)子的所有曬合點所確定的位置。
[0049] 殼體交點邊緣是壓縮機殼體中兩個轉(zhuǎn)子齒頂圓的所有交點組成的線。始終存在彼 此相對的兩個殼體交點邊緣。
[0050] 參考標(biāo)號列表
[0051] 1.具有外部冷卻散熱片（優(yōu)選W螺旋方式包裹壓縮機殼體）的壓縮機殼體
[005引 2.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子，簡稱為"轉(zhuǎn)子2"，其總包角為PHI. 2
[005引 3. S齒螺桿轉(zhuǎn)子，簡稱為"轉(zhuǎn)子3"
[0054] 4.轉(zhuǎn)子2的巧架軸
[005引 5.轉(zhuǎn)子3的巧架軸
[005引 6.轉(zhuǎn)子2的輪齒節(jié)圓，其半徑為r. 2
[0057] 7.轉(zhuǎn)子3的輪齒節(jié)圓，其半徑為r. 3
[005引 8.根據(jù)W0 00/12899用于轉(zhuǎn)子2的內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻
[0059] 9.根據(jù)W0 00/12899用于轉(zhuǎn)子3的內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻
[0060] 10.轉(zhuǎn)子2中可選的用于內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻的細長凹部
[0061] 11.轉(zhuǎn)子3中可選的用于內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻的細長凹部
[0062] 12.根據(jù)PCT/EP2008/068364用于壓縮機殼體的流體冷卻
[0063] 13.用于任一螺桿轉(zhuǎn)子的安裝部
[0064] 14.用于轉(zhuǎn)子2的同步齒輪
[0065] 15.用于轉(zhuǎn)子3的同步齒輪
[0066] 16.在每個巧架軸上的冷卻劑進入鉆孔
[0067] 17.所有螺桿轉(zhuǎn)子巧架軸上的連接部，優(yōu)選為：
[0068] 17. a入口側(cè)的連續(xù)連接部
[0069] 17. b出口側(cè)連接部，其具有冷卻劑通道開口，優(yōu)選為縱向凹槽
[0070] 18.輸送介質(zhì)的入口腔室
[0071] 19.輸送介質(zhì)的出口腔室
[0072] 20.具有螺桿轉(zhuǎn)子軸承支架的入口軸承巧架
[0073] 21.具有螺桿轉(zhuǎn)子軸承支架的出口軸承巧架
[0074] 22.向每個巧架軸的每個冷卻劑進入鉆孔的冷卻劑源
[0075] 23.作為冷卻劑的冷卻流體
[0076] 24.轉(zhuǎn)子2輸送氣體側(cè)的熱吸收表面
[0077] 25.轉(zhuǎn)子3輸送氣體側(cè)的熱吸收表面
[0078] 26.轉(zhuǎn)子2的冷卻劑接觸散熱表面
[0079] 27.轉(zhuǎn)子3的冷卻劑接觸散熱表面
[0080] 28.間隙流中的熱平衡
[0081] 29.通過壓縮機殼體的散熱
[0082] 30.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面處的轉(zhuǎn)子齒頂圓半徑， 簡稱為R. 2 (Z)
[0083] 31. H齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面處的轉(zhuǎn)子齒頂圓半徑， 簡稱為R. 3 (Z)
[0084] 32.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面處的轉(zhuǎn)子的齒頂圓圓弧 的圓也角，簡稱為ga.邸2 (Z)
[0085] 33.轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面處壓縮機殼體交點邊緣的轉(zhuǎn)子2的開度 角，簡稱為ga. G2(z)
[0086] 34.在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置z的橫截面上，轉(zhuǎn)子頭部輪廓的 齒距角，簡稱為ga. K2(z)
[0087] 35.雙齒和/或H齒螺桿轉(zhuǎn)子的齒頂圓圓弧上的凹槽
[0088] 36.橫截面?zhèn)绒D(zhuǎn)子齒廓的圓弧部：
[0089] 36. K齒頂圓圓弧部，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)兩次
[0090] 36. F齒根圓圓弧部，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)兩次
[0091] 37.橫截面?zhèn)绒D(zhuǎn)子齒廓的圓弧部：
[0092] 37. K齒頂圓圓弧部，H齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)H次
[0093] 37. F齒根圓圓弧部，H齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)H次
[0094] 38.擺線齒廓面，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)四次
[0095] 39.擺線齒廓面，H齒螺桿轉(zhuǎn)子上出現(xiàn)六次
[0096] 40.對于轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面上工作腔室的橫截面面積
[0097] 41.入口區(qū)，螺桿轉(zhuǎn)子對的圓柱形的外直徑值
[0098] 30.在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置z的橫截面處的轉(zhuǎn)子齒頂圓半 徑，簡稱為R. 2 (Z)，特別地：
[0099] R. 2K (Z = 0) = R. 2K. in = 0. 5 ? D. 2K. in (即，始于氣體入口的 Z)
[0100] R. 2K(z = LgJ = R. 2K. out = 0. 5 ? D. 2K. out (目P，終于氣體出口的 Z)
[0101] 31.在H齒螺桿轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上位置Z的橫截面處的轉(zhuǎn)子齒頂圓半 徑，簡稱為R. 3 (Z)，特別地：
[010引 R. 3K (Z = 0) = R. 3K. in = 0. 5 ? D. 3K. in (即，始于氣體入口的 Z)
[010引 R. 3K(z = LgJ = R. 3K. out = 0. 5 ? D. 3K. out (目P，終于氣體出口的 Z)
[0104] 43.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子頭部輪廓設(shè)計為：
[0105] 42. a哲定的化車部輪廓
[0106] 根據(jù)圖7和圖8經(jīng)過點K2A和馬。到K2E的連線
[0107] 42. b連際的2z頭部輪廓
[0108] 根據(jù)圖8和圖10經(jīng)過點K2A和K2B和馬。到K2E的連線
[0109] 44. H齒螺桿轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子頭部輪廓設(shè)計為：
[0110] 43. a哲定的3z頭部輪廓
[01川經(jīng)過點Ksa和Ksc和Kse和Ksp到Ksh的連線：圖7和圖9 [0112] 43. b實際的3z頭部輪廓
[011引經(jīng)過點Ksa和Ksb和Ksd和Kse到Ksh的連線：圖9和圖10 [0114] 45.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子根部輪廓設(shè)計為：
[01巧]44. a哲定的2z根部輪廓
[01 1引根據(jù)圖7經(jīng)過點F2A和F2C和F2E和F2P到F2H的連線
[0117] 44. b連際的2z根部輪廓
[0118] 46. H齒螺桿轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子根部輪廓設(shè)計為：
[0119] 45. a暫定的3z根部輪廓
[0120] 根據(jù)圖7經(jīng)過點Ksa和Kse和Kse和Ksp到Ksh的連線
[0121] 45. b連際的3z根部輪廓
[0122] 47.雙齒螺桿轉(zhuǎn)子中的粟螺桿，W簡化的形式用垂直銀齒陰影示出
[0123] 48. H齒螺桿轉(zhuǎn)子中的粟螺桿，W簡化的形式用H角形陰影示出
[0124] 49.交替曬合粟螺桿，W簡化的形式用W上兩種陰影的重疊示出
[0125] 50. H齒螺桿轉(zhuǎn)子中齒頂圓值加快減小的中間區(qū)域，設(shè)計為：
[012引 49. a哲定的中間區(qū)域L. 3K. ZW
[0127] 根據(jù)圖7和圖9，點K3C與之間的連線
[012引 49. b連際的中間區(qū)域L. 3b
[012引根據(jù)圖9和圖10，點Ksb與Kse之間的連線
[0130] 51.無氣孔螺桿轉(zhuǎn)子對密封表面，示為：
[0131] 50. a暫定的輪廓稱為Ldicht.Mek
[01礎(chǔ) 50. b實際的輪廓稱為Ldkht.isT
[0133] 52.轉(zhuǎn)子縱向軸線方向經(jīng)h(z)從h. in到h. out的齒高
[0134] 53.在輸送氣體二次冷卻器之前具有壓縮端溫度的主輸送氣體流
[0135] 54.輸送氣體二次冷卻器，熱交換（設(shè)有冷凝水排）
[0136] 55.用于過壓縮輸送氣體流的進入鉆孔
[0137] 56.作為均衡輸送氣體局部流的過壓縮輸送氣體流 [013引 57.用于過壓縮輸送氣體流的調(diào)節(jié)裝置
[0139] 58.作為均衡輸送氣體局部流的欠壓縮輸送氣體流
[0140] 59.用于欠壓縮輸送氣體流的調(diào)節(jié)裝置
[0141] 60.用于欠壓縮氣體流的進入鉆孔
[0142] 61.用于過壓縮輸送氣體流的工作腔室鉆孔
[0143] 62.用于欠壓縮輸送氣體流的工作腔室鉆孔
[0144] 63.離開輸送氣體二次冷卻器后的經(jīng)冷卻的主輸送氣體流
[0145] 64.螺桿轉(zhuǎn)子輪齒頭部
[0146] 65.形成工作腔室的螺桿轉(zhuǎn)子輪齒間隙
[0147] 66.轉(zhuǎn)子縱向軸線的Z. Pi位置的橫截面平面 [014引 67.螺桿轉(zhuǎn)子粟螺桿，總長度為L. ges
【權(quán)利要求】
1. 螺桿壓縮機，其運行于工作腔室中，沒有工作流體介質(zhì)，作為雙軸旋轉(zhuǎn)位移機，在真 空壓力和正壓力應(yīng)用中輸送并壓縮氣體介質(zhì)，該螺桿壓縮機具有螺桿轉(zhuǎn)子對，其在位于壓 縮機工作腔室外部、周圍壓縮機殼體（1)內(nèi)的外部同步裝置的驅(qū)動下具有一定的旋轉(zhuǎn)角度 并反向旋轉(zhuǎn)，周圍壓縮機殼體（1)設(shè)有用于輸送介質(zhì)的入口（18)和排放出口（19)，其特征 在于，兩個螺桿轉(zhuǎn)子設(shè)有不同數(shù)目的齒，由此，該螺桿轉(zhuǎn)子對由相互非接觸嚙合的雙齒螺桿 轉(zhuǎn)子（2)和三齒螺桿轉(zhuǎn)子（3)，其中與雙齒螺桿轉(zhuǎn)子相關(guān)的包角至少為800度，由此，螺桿轉(zhuǎn) 子以高速旋轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)子頭部平均圓周速度達到至少30米/秒的范圍，兩個螺桿轉(zhuǎn)子的 橫截面都設(shè)有圓弧部（36. K和36. F，以及37. K和37. F)和擺線齒廓面（38和39)，在雙齒 螺桿轉(zhuǎn)子（2)中擺線齒廓面基本高于輪齒節(jié)圓（6)并具有凸?fàn)钤O(shè)計，在三齒螺桿轉(zhuǎn)子（3) 中擺線齒廓面基本低于其輪齒節(jié)圓（7)并具有凹狀設(shè)計，即凹陷的，每個螺桿轉(zhuǎn)子的橫截 面優(yōu)選地具有對稱的設(shè)計，使得在每個橫截面中輪廓面的重心位于各自轉(zhuǎn)子的樞軸點（M. 2 或 M. 3)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿壓縮機，其特征在于，入口側(cè)的所述工作腔室的容積大 于排放出口側(cè)的所述工作腔室的容積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺桿壓縮機，其特征在于，入口側(cè)的所述橫截面的橫截面面 積（40)大于出口側(cè)的橫截面，這通過在至少一個螺桿轉(zhuǎn)子，但優(yōu)選地在兩個螺桿轉(zhuǎn)子中， 所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向上，特別優(yōu)選的齒頂圓半徑（30或31)的連續(xù)單調(diào)減小3%至 20%，以及各自嚙合的齒根圓半徑的相應(yīng)增加來實現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子縱向軸線方向上所 述轉(zhuǎn)子對的主軸螺距m(z)減小，使得在入口（18)處的主軸螺距比出口（19)處的主軸螺距 大1.5倍至4倍。
5. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，隨著所述轉(zhuǎn)子的外直徑 (30和31)的變化，每個螺桿轉(zhuǎn)子（2和3)形成了圓錐形外形，其中每個螺桿轉(zhuǎn)子具有至少 一個直角齒錐值，優(yōu)選地，每個螺桿轉(zhuǎn)子在所述入口區(qū)設(shè)有圓柱形區(qū)（41)，其轉(zhuǎn)子頭部具有 恒定的外直徑。
6. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在入口區(qū)，齒廓面（38和 39)被設(shè)計為使得在三齒螺桿轉(zhuǎn)子（3)中，齒廓面（39)在長度方向上延伸并高于其節(jié)圓 (7)，優(yōu)選為擺線，這意味著根據(jù)輪齒系統(tǒng)，雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)中的齒廓面（38)也必須在長 度方向上延伸并低于其節(jié)圓（6)。
7. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，螺桿轉(zhuǎn)子（2和3)都設(shè)有 錐形內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻系統(tǒng)（8和9)并且利用其通過冷卻劑流體（23)運行。
8. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，壓縮機殼體（1)也設(shè)有 用于散熱的流體冷卻系統(tǒng)（12)，其利用用于螺桿轉(zhuǎn)子（2和3)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子流體冷卻系統(tǒng)（8 和9)運行，優(yōu)選地，通過冷卻劑流體（23)形成共同的循環(huán)。
9. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線 方向上，所述轉(zhuǎn)子的設(shè)計參數(shù)，如轉(zhuǎn)子頭部輪廓（34)的齒距角和每個螺桿轉(zhuǎn)子（2和3)的 齒頂圓半徑（30和31)，被設(shè)計成使得雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2)的轉(zhuǎn)子平均溫度相對于三齒螺桿轉(zhuǎn) 子（3)的轉(zhuǎn)子平均溫度的偏離小于25%，更好的是小于10%。
10. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，周圍的壓縮機殼體（1) 的平均溫度相對于螺桿轉(zhuǎn)子的最高平均溫度偏離小于25 %，更好的是小于10%，壓縮機殼 體（1)的平均溫度取決于壓縮機殼體（1)的冷卻劑接觸表面的尺寸和冷卻劑流動參數(shù)，特 別是與冷卻劑質(zhì)量流量和冷卻劑的溫度水平有關(guān)。
11. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在各自的內(nèi)部轉(zhuǎn)子冷卻 錐形鉆孔（8和9)上，輪廓對稱地設(shè)置細長的凹部（10和11)，使得這些凹部低于各自的螺 桿轉(zhuǎn)子齒。
12. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，優(yōu)選地，在雙齒螺桿轉(zhuǎn) 子的每個橫截面上轉(zhuǎn)子的齒頂圓圓心角（32)大于轉(zhuǎn)子2中各自壓縮機殼體的開度角（33)。
13. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，在雙齒螺桿轉(zhuǎn)子（2) 中，齒輪側(cè)的轉(zhuǎn)子安裝部（13)的外直徑大于雙齒螺桿轉(zhuǎn)子的同步齒輪（14)的外直徑。
14. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，不同齒廓（36、37、38和 39)的制造工藝，特別是在所述轉(zhuǎn)子的縱向軸線方向的不同，通過在車床上沿轉(zhuǎn)子縱向軸線 方向旋轉(zhuǎn)單個的點序列螺旋線相繼完成，這些不同輪廓在結(jié)合后最終形成外部齒廓面。
15. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，每個螺桿轉(zhuǎn)子（2和3) 通過連接部（17,優(yōu)選地為17. a和17. b)剛性地安裝在各自的托架軸（4和5)上，優(yōu)選進行 壓合，并且螺桿轉(zhuǎn)子齒廓（36、37、38和39)的生產(chǎn)或加工只需隨后實施。
16. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，螺桿轉(zhuǎn)子對（2和3)由 具有高導(dǎo)熱性的材料制成，優(yōu)選為鋁合金，并且所述壓縮機殼體（1)也由鋁合金制成。
17. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，優(yōu)選地，兩個螺桿轉(zhuǎn)子 (2和3)的所有齒頂圓圓弧（36. K和37. K)都設(shè)有至少一個凹槽（35)。
18. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，優(yōu)選地，在正壓力應(yīng)用 中，所述螺桿轉(zhuǎn)子對的出口側(cè)橫截面上的冷卻劑接觸線（26和27)比輸送介質(zhì)側(cè)的工作腔 室線（36. F和38和37. F和39)大5%至100%。
19. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，特別是三齒螺桿轉(zhuǎn)子的 正壓力的應(yīng)用中，存在齒頂圓半徑值（31)加快減小的中間區(qū)域（49)，其值大于三齒螺桿轉(zhuǎn) 子的節(jié)圓半徑（7)，優(yōu)選地在入口（18)處具有圓柱形開端，并在螺桿轉(zhuǎn)子泵螺桿L.ges (66) 的總長度的前半段沿出口腔室（19)的方向上連續(xù)單調(diào)減小。
20. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，實際的轉(zhuǎn)子頭部輪廓 (42. b)和（43. b)具有平坦且曲率恒定的外形。
21. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，設(shè)有調(diào)節(jié)裝置R(56)和 附加的鉆孔（54)和（60)，在"過壓縮"的情況中，即當(dāng)在出口處開口之前的工作腔室中的 壓力大于出口腔室（19)中的壓力時，過壓縮輸送氣體流（55)被引入輸送氣體二次冷卻器 (53)。
22. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，設(shè)有調(diào)節(jié)裝置（58)和 附加的鉆孔（59)和（61)，在"欠壓縮"的情況中，即當(dāng)在出口處開口之前的工作腔室中的壓 力小于出口腔室（19)中的壓力時，通過調(diào)節(jié)裝置（58)和至少一個附加的鉆孔（59)和（61) 引入欠壓縮輸送氣體流（57)，優(yōu)選地，所述欠壓縮輸送氣體流已經(jīng)由輸送氣體二次冷卻器 冷卻。
23. 根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的螺桿壓縮機，其特征在于，工作腔室鉆孔￠0)和 (61)的直徑0V.Pi小于各自橫截面中螺桿轉(zhuǎn)子頭部的寬度Am. Ki。
【文檔編號】F04C18/08GK104395609SQ201380033659
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月8日
【發(fā)明者】拉爾夫·斯蒂芬斯 申請人:拉爾夫·斯蒂芬斯