CN102352846A - 一种无油干式螺杆压缩机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无油干式螺杆压缩机转子型线,采用双边不对称型线,分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线,以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。采用本发明的双边不对称转子型线,使转子具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵,可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域,在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

Description

一种无油干式螺杆压缩机转子
技术领域
[0001] 本发明涉及双螺杆压缩机,尤其涉及一种适用于无油干式螺杆压缩机转子的新型线。
背景技术
[0002] 螺杆压缩机端面型线的好坏,将直接影响到螺杆压缩机的性能,如密封性、效率等。目前市场上流行的型线有GHH型线、日立型线、SRM型线等,它们都有各自的特点。
[0003] 双螺杆压缩机自上世纪四十年代面世以来,发展很快,已广泛应用于许多领域。螺杆转子型线的更新和发展,是推动双螺杆压缩机发展的主要动力。在各国的专利文献中,螺杆转子型线层出不穷,目的都是为了提高效率,改善性能。螺杆转子型线的设计,通常应当考虑如下这些因素:
1、齿面接触线长度尽可能短,以减少横向漏掉损失;
2、漏气三角形面积尽可能小,以减少纵向泄漏损失;
3、面积利用系数尽可能大,以提高排气量;
4、阴转子上的负力矩尽可能小,以改善动力性能,提高绝热效率。
[0004] 在国内外的专利文献中,为了提高效率,改善性能,进行了各种研究,例如: 中国专利文献 200410204539. 3,200710171655. 5,200810204539. 3 中,对于阴转子上
Wb2C2曲线均采用圆弧销齿曲线(中心在节点P的圆弧),其缺点是:阴、阳转子的啮合与脱开不平稳,有气流压力的瞬间变化,从而产生噪声及振动。
[0005] 为了提高转子与腔体内壁的密封性,中国专利文献200710171655. 5提出了在阳转子的齿顶设置一个椭圆曲线,其缺点是:在端面型线上,转子与腔体内壁接触的仍然是一个点,而不是一条线,密封效果并不是最佳。中国专利文献200410204539. 3虽然提出了在阳转子齿顶上加上一段圆弧,但没有具体的实施方案,因而难以实施。
发明内容
[0006] 本发明是在吸取国内外现有的螺杆压缩机型线优点的基础上,研制出一种适用于无油干式螺杆压缩机的转子,它是一种新型的螺杆压缩机转子型线,解决了上述现有技术所存在的问题。
[0007] 本发明的技术解决方案如下:
一种无油干式螺杆压缩机转子型线,采用双边不对称型线,分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线,以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列;
所述阳转子的型线组成如下:
^b1段:由阴转子上圆弧a2b2的圆弧包络线形成;
blCl段:由阴转子上销齿圆弧b2c2的圆弧包络线形成;
C1Cl1段:在阳转子上,以O3点为中心,R4为半径画出销齿圆弧C1Cl1, O3点是以节点P为中心,R3为半径的圆弧与节圆i的交点,其中R3= (0. 05〜0. 2) Rli ; Cliei段:在阳转子上,销齿圆弧C1Cl1,与齿顶圆弧之间的过渡圆弧; Af1段:在阳转子上,为阳转子的齿顶圆弧,其弧长1=广5mm ; flgl段:在阳转子上,圆弧夹角为α,半径为R6的圆弧,α =30°〜50°,R6=3〜IOmm ; ^h1段:由阴转子上圆弧的圆弧包络线形成; ^j1段:由阴转子上的齿顶圆弧hi的圆弧包络线形成; 所述阴转子的型线组成如下:
a2b2段:在阴转子上,半径为R8的圆弧,其中R8=5〜15mm ;
b2c2段:在阴转子上,圆心在节圆上节点Q,以半径R7做出的销齿圆弧;
c2d2段:由阳转子上圆弧C1Cl1的圆弧包络线形成;
d2e2段:由阳转子上圆弧diei的圆弧包络线形成;
e2f2段:由阳转子上齿顶圆弧^f1的圆弧包络线形成;
f2g2段:由阳转子上圆弧的圆弧包络线形成;
g2h2段:在阴转子上,半径为R9的圆弧,其中R9=O. 5飞mm
h2j2段:在阴转子上,为阴转子的齿顶圆弧,其弧长l=2〜10mm。
[0008] 所述阴、阳转子的 a2、b2、C2> d2、e2、f2> g2、h2、、j2、a” b” c” d” e” f” g^h^ 丄点均为公切点。
[0009] 本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子采用双边不对称型线,使转子除了具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点外,更重要的是,本发明还具有以下特点:
1、本发明的阳转子端面型线上,主动侧的销齿圆弧C1Cl1的中心O3为阳转子节圆i与中心在P点、半径为R3的圆弧交点。
[0010] 2、本发明的阴转子端面型线上的圆弧b2c2为销齿圆弧或直线,销齿圆弧b2c2的圆心Q在节圆j上,而且其与销齿圆弧C2d2和圆弧a2b2的连接均为相切,因而尤为光滑。
[0011] 3、本发明的阳转子端面型线上,被动侧的圆弧flgl的夹角α大于30°。
[0012] 阴阳转子端面型线的中心距为Α,阳转子齿数为Z1,阴转子齿数为Z2,选择Ζ”Ζ2所依据的原则是:对用于低压大流量工况的压缩机,Z1A2可取3/5、4/6等双齿差型线;对用于中高压小流量工况的压缩机,Z1A2可取4/5、5/6、6/7、7/8等单齿差型线。然后,可确定阳转子节圆i的半径Rli和阴转子节圆j的半径R2j,所依据的原则是=A=R1^RvRliA2j=Z1ZZ2t5
[0013] 应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵,可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域,在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。
附图说明
[0014] 图1是本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子型线的结构示意图。 具体实施方式
[0015] 下面结合附图和实施例对本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的构建作详细说明。
4[0016] 参看图1,本发明提供一种无油干式螺杆压缩机转子型线,图中中心线以下部分型线为主动侧型线,中心线以上部分型线为被动侧型线。
[0017] 本发明采用双边不对称型线,分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线。以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。
[0018] 其中,阳转子的型线组成如下:
^b1段:由阴转子上圆弧a2b2的圆弧包络线形成。
[0019] blCl段:由阴转子上销齿圆弧b2c2的圆弧包络线形成。
[0020] C1Cl1段:在阳转子上,以O3点为中心,R4为半径画出销齿圆弧C1Cl1,O3点是以节点P 为中心,R3为半径的圆弧与节圆i的交点,其中R3= (0. 05〜0. 2) Rli0
[0021] diei段:在阳转子上,销齿圆弧C1Cl1,与齿顶圆弧之间的过渡圆弧。
[0022] eif\段:在阳转子上,为阳转子的齿顶圆弧,其弧长1=广5mm。
[0023] flgl段:在阳转子上,圆弧夹角为α,半径为R6的圆弧,α =30°〜50°,R6=3〜10mm。
[0024] S^1段:由阴转子上圆弧的圆弧包络线形成。
[0025] Ii1J1段:由阴转子上的齿顶圆弧Ii1J1的圆弧包络线形成。
[0026] 阴转子的型线组成如下:
a2b2段:在阴转子上,半径为R8的圆弧,其中R8=5〜15mm。
[0027] b2c2段:在阴转子上,圆心在节圆上节点Q,以半径R7做出的销齿圆弧。
[0028] C2d2段:由阳转子上圆弧C1Cl1的圆弧包络线形成。
[0029] d2e2段:由阳转子上圆弧diei的圆弧包络线形成。
[0030] e2f2段:由阳转子上齿顶圆弧^f1的圆弧包络线形成。
[0031] f2g2段:由阳转子上圆弧f2&的圆弧包络线形成。
[0032] g2h2段:在阴转子上,半径为R9的圆弧,其中R9=O. 5〜5mm。
[0033] h2j2段:在阴转子上,为阴转子的齿顶圆弧,其弧长l=2〜10mm。
[0034] 另外,阴、阳转子的 a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2、h2、、j2、a” b” c” d” e” f” J1 点均为公切点。
[0035] 本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线在实际应用中的具体构建过程如下: 根据图1,阴转子的线段由a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2f2、f2g2, g2h2、h2j2八段组成,阳转子
的型线由 B1I^ blCl、C1Cl1, diei、eif\、flgl、gih^hiJi 八段组成。
[0036] 首先,确定ai、丄、a2、J2点的位置,确定方法是:根据Z ^1O1]^m/I1, Z a202j2=360/Z2,且将阳转子的齿顶圆弧的中点布置O1O2连接线上,即可确定〜、丄、a2、J2 点的位置。
[0037] 然后,具体构建各段曲线:
(1)在阳转子上构建发生曲线C1Cl1, diei,eifi; flgl。
[0038] C1Cl1段:先以阴、阳转子节圆的交点P为圆心,以R3为半径绘出一圆弧,交于阳转子节圆i上一点03,然后以O3为中心,以R4为半径,绘出C1Cl1段销齿圆弧。
[0039] eif\段:以O1为圆心,以R1为半径绘出一段齿顶圆弧,并使齿顶圆弧Af1段以线段 O1O2对称,其弧长1=广5mm。
[0040] diei段:做出C1Cl1段和eif\段圆弧的公切圆,即可得出diei圆弧。
[0041] flgl段:在Af1线段上,取一点06,作为圆心,以R6为半径,做出夹角α的圆弧段[0042] (2)将阳转子节圆在阴转子节圆上做纯滚动,阳转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为Z2/Zl,固结在阳转子上的圆弧C1Cl1,diei,eif\,flgl的轨迹,可形成阴转子的圆弧包络线 C2d2, d2e2, e2f2, f2g2。
[0043] (3)在阴转子上构建发生曲线a2b2,b2c2, g2h2,h2j2。
[0044] b2c2段:在阴转子节圆上取一点Q,作为圆心,以R7为半径,绘出b2c2段圆弧。
[0045] a2b2段:做出b2c2段圆弧和阴转子的齿顶圆弧的半径为R8的公切圆,即可得出a2b2 段圆弧,其中R8=5〜15mm。
[0046] g2h2段:做出f2g2段圆弧包络线和阴转子的齿顶圆弧的半径为R9的公切圆,即可得出a2b2段圆弧,其中R9=O. 5〜5mm。
[0047] h2j2段:取阴转子上h2和j2之间的齿顶圆弧,作为h2j2段圆弧。
[0048] (4)将阴转子节圆在阳转子节圆上做纯滚动,阴转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为Zl/Z2,固结在阴转子上的圆弧a2b2,b2c2,&h2,h2j2的轨迹,可形成阳转子的圆弧包络线 a^!, ID1C1, gjhi,、丄。
[0049] (5)将阳转子的〜!^、!^(^、(^(!”(!卢”㊀力JlgPg1Ii1 J1J1曲线组合,以齿数Z1,沿圆心O1,圆周均布,即可得到阳转子的端面型线。将阴转子的a2b2、b2c2、c2d2、d2e2、e2f2、f2g2, g2h2、h2j2曲线组合,以齿数z2,沿圆心02,圆周均布,即可得到阴转子的端面型线。
[0050] 至此,阴阳转子端面就被完全构建出来了。
[0051] 综上所述,本发明的一种无油干式螺杆压缩机转子采用双边不对称型线,使转子具有接触线短、泄露三角形小、过流面积大、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油干式螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵,可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域,在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。
[0052] 当然,本技术领域内的一般技术人员应当认识到,上述实施例仅是用来说明本发明,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对上述实施例的变化、 变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (2)

1. 一种无油干式螺杆压缩机转子型线,其特征在于,采用双边不对称型线,分别由八段型线组成阴、阳转子端面型线,以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列;所述阳转子的型线组成如下:^b1段:由阴转子上圆弧a2b2的圆弧包络线形成;blCl段:由阴转子上销齿圆弧b2c2的圆弧包络线形成;C1Cl1段:在阳转子上,以O3点为中心,R4为半径画出销齿圆弧C1Cl1, O3点是以节点P为中心,R3为半径的圆弧与节圆i的交点,其中R3= (0. 05〜0. 2) Rli ; Cliei段:在阳转子上,销齿圆弧C1Cl1,与齿顶圆弧之间的过渡圆弧; Af1段:在阳转子上,为阳转子的齿顶圆弧,其弧长1=广5mm ; flgl段:在阳转子上,圆弧夹角为α,半径为R6的圆弧,α =30°〜50°,R6=3〜IOmm ; ^h1段:由阴转子上圆弧的圆弧包络线形成; ^j1段:由阴转子上的齿顶圆弧hi的圆弧包络线形成; 所述阴转子的型线组成如下:a2b2段:在阴转子上,半径为R8的圆弧,其中R8=5〜15mm ;b2c2段:在阴转子上,圆心在节圆上节点Q,以半径R7做出的销齿圆弧;c2d2段:由阳转子上圆弧C1Cl1的圆弧包络线形成;d2e2段:由阳转子上圆弧diei的圆弧包络线形成;e2f2段:由阳转子上齿顶圆弧^f1的圆弧包络线形成;f2g2段:由阳转子上圆弧的圆弧包络线形成;g2h2段:在阴转子上,半径为R9的圆弧,其中R9=O. 5飞mmh2j2段:在阴转子上,为阴转子的齿顶圆弧,其弧长l=2〜10mm。
2.根据权利要求1所述的无油干式螺杆压缩机转子型线,其特征在于,所述阴、阳转子的 a2、b2、C2 > d2、e2、f2、g2、h2、、j2、a” b” c” d” e” f” g^h^ 丄点均为公切点。
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