[发明专利]轴式螺旋机及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴式螺旋机，例如轴式螺旋泵(screw spindle pump)或轴式螺旋压缩机(screw spindle compressor)，所述轴式螺旋机具有由铸造金属制成且内部衬有耐磨层的管状机壳；以及一种制造此类轴式螺旋机的方法。

背景技术

WO2009/012837A1公开了一种轴式螺旋泵(screw spindle pump)，其内截面的形状为三个重叠的圆。因此，该机壳的内部形成了三个并排排列的圆柱形室。中心室的直径比两个外室的稍大并容纳主轴，而每一个外室中分别容纳与主轴相啮合且密封接合的侧轴。室的内表面衬有由导电的SiC制成的耐磨层，这样就减少了主轴和侧轴造成的磨损。在制造过程中，SiC层的内表面通过电腐蚀而成形，然后通过后续机械精加工进行抛光(如果需要的话)。

发明内容

本发明的一个目标在于，提供一种简单易造且成本低廉的轴式螺旋机，此类螺旋机的机壳可在机壳尺寸给定的情况下承受较大的内部压力。

根据本发明，上述目标可通过以下特征来实现，即耐磨层密封在与所述耐磨层的外围相配的钢壳中。

由于所述壳的钢材的抗拉强度要远高于耐磨层的材料，因此耐磨层由钢壳进行稳固，以便所述耐磨层可承受较大的内部压力，而不会裂开。

随附的权利要求书中指出了本发明的优选实施例。

可以通过镶铸或使用粘合剂，从而将被钢壳包裹的耐磨层安装到机壳中。尽管粘合剂层必然会具有一定的弹性，但钢壳可防止耐磨材料在较高的内部压力下膨胀和裂开。

本发明还涉及一种制造轴式螺旋机的方法。

在本发明的制造方法中，首先形成空心体，而空心体的壁可形成耐磨层，然后将内部轮廓与该空心体的外部轮廓相对应的单个钢壳冷缩配合(shrink fit)或压入配合到该空心体上。

在冷缩配合过程中，加热钢壳以通过使钢热膨胀来加大内截面，从而便于将所述壳推到该空心体上。然后，将钢冷却以使壳缩小到空心体的外直径上，从而将空心体牢固地密封在所述壳中。对于圆柱形主体，采用热缩配合(thermal shrink fitting)安装钢管的过程是众所周知的。然而出乎意料的是，经过证明，此方法同样适用于具有非圆形外截面的空心体，而不会损坏耐磨材料。虽然壳的热胀冷缩预计也会更改壳的截面比例，进而在收缩时对空心体造成不均匀的应力，但钢的延性确保了耐磨层仍可牢固地密封在钢壳中，而不会损坏。

在压入配合过程中，所制造的钢壳要有特定尺寸的余量，并被推到空心体上，然后通过施加外部压力进行压缩使所述钢壳在空心体周围紧密接合。由于耐磨层的抗压强度较高，因此即使其抗拉强度较低，压入配合过程仍可以施加高压。

附图说明

现在将结合附图说明实施例实例，其中：

图1为本发明的轴式螺旋机机壳的截面；以及

图2为在将钢壳冷缩配合在机壳上时，机壳插入物的截面。

具体实施方式

图1所示为所述轴式螺旋机的管状机壳10，其由铸造金属制成。机壳10的内腔横截面的形状是三个重叠的圆，这三个圆的圆心在一条直线上对齐。因此，所述腔形成了圆柱形中心室12，其用于容纳螺旋机的主轴(未图示)；以及两个圆柱形侧室14，其直径比中心室12略小，并且各自用于容纳螺旋机的侧轴(未图示)。侧轴与主轴密封啮合，这样，这些轴便与室12、14的壁共同形成了数个密闭的体积(volumina)，这些体积会在所述轴分别绕各自的中心轴旋转时沿机壳10的轴向移动。这样，三条轴的外围表面便与室12、14的内围表面摩擦接合。为了减少由此摩擦造成的磨损，机壳10的内表面衬有陶瓷材料层16。在本例中，所述陶瓷材料为利用了适当的添加剂而可导电的碳化硅(SiC)。将层16成形为空心体，该空心体首先被制成单件插入物，然后利用粘合剂18固定在所述外壳中。

当室12、14内部的流体被压缩到高压时，层16的内表面承受的力会使层16径向膨胀。由于层16的相对脆性材料具有的抗拉强度较小，且粘合剂18必然会具有一定的弹性，因此，层16可能会在机壳10中膨胀并破裂。因此，如果不采取防范措施，那么整个轴式螺旋机所能承受的最大流体压力会受限制。