CN103807171A - 中式转子气体压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种“中式转子气体压缩机”，该压缩机的一对转子上，凸齿转子A上有大于该转子外圆周由共轭曲线和圆弧线组合的凸齿2：与之对应啮合的凹槽转子B上有小于该转子外圆周由共轭曲线和圆弧线组合的凹槽1。将主转子A外径Ra圆弧的一段设计成Ra-、副转子B的外径Rb圆弧的一段设计成Rb+，做成大小直径，使副转子上的凹槽与压缩腔室之间联通，避免发生困水(油)和气体压力不平衡产生的脉动，从而减少上述现象产生的功率损失。在旋转运动中，凸齿转子上的凸齿2起着抽吸和压缩的作用，凹槽转子上的凹槽1容纳和通过凸齿2的作用。可以制造出泵吸真空/压缩气体/输送流体的机械。

Description

中式转子气体压缩机

技术领域

本发明涉及一种“中式转子气体压缩机”，该气体压缩机的主转子上有以参数化设计取得共轭曲线和圆弧线组合的凸齿，相对应的副转子上有以参数化设计取得共轭曲线和圆弧线组合的凹槽，利用该主、副转子可以制造出泵吸真空/压缩气体、输送流体的机械。这种机械在实际应用中能达到容积效率高、低噪声和使用寿命长的效果。

背景技术

名称为“啮闭式转子”的中国发明专利公开号CN1100774公开了一种转子，用于气体压缩时，它的一对自啮合特性工作齿与啮闭齿槽在啮合点上会产生容积残留、过啮合点时会产生真空气穴，它的每一个渐开线齿的齿根在啮合点上也会产生容积残留、过啮合点时会产生真空气穴，用于气体压缩机时会造成一定的功率损失。

因此，本发明目的是公开一种“中式转子气体压缩机”，该气体压缩机中有一对相互啮合旋转的主、副转子，在该主转子的圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凸齿：与之对应啮合的副转子圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凹槽。所述共轭曲线和圆弧线组合的凸齿、和共轭曲线和圆弧线组合的凹槽均由设计参数确定。在两转子与腔体、侧板构成的圆弧形封闭容积中，当转子运转时，主转子上的凸齿使主、副转子隔离形成的圆弧形封闭容积从大到小作周期性变化，达到压缩气体介质和泵吸真空的目的。转子在旋转过程中，主转子圆周上的凸齿和副转子圆周上的凹槽具有良好的通过性及气闭性。

发明内容

“中式转子气体压缩机”中有一对相互啮合旋转的主、副转子，在主转子A的圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凸齿2：与之对应啮合的副转子B的圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凹槽1，所述共轭曲线和圆弧线组合的凸齿2和共轭曲线和圆弧线组合的凹槽1由设计参数确定。在旋转过程中，主转子上的凸齿2对气体起着抽吸和压缩的作用，副转子上的凹槽1起着封闭气体和通过凸齿2的作用。当凸齿2进入凹槽1时，共轭曲线决定的凸齿2和凹槽1曲面封闭，使凹槽1内的气体最大限度的排出，减少气体残留：当凸齿2退出凹槽1时，圆弧线决定的凸齿2和凹槽1曲面打开，使凹槽1内不会产生真空气穴。

将主转子A外径Ra圆弧的一段设计成Ra-、副转子B的外径Rb圆弧的一段设计成Rb+，做成大小直径，使副转子上的凹槽与压缩腔室之间联通，避免发生困水(油)和气体压力不平衡产生的脉动，从而减少上述现象产生的功率损失。(图1)其特征是：

在副转子B上以O_b为圆心以R_b为半径的圆周上有点S，以点S为圆心R为半径决定的圆弧C、共轭曲线E和凹槽根圆半径R_b1的圆弧构成的组合凹槽：与之对应的主转子A上以O_a为圆心R_a为半径的圆周上有点S，以点S为圆心R为半径决定的圆弧C、共轭曲线D和凸齿齿顶圆半径R_a1的圆弧构成的组合凸齿。(图2)

附图说明

图1“中式转子气体压缩机”的基本结构形式

图2A、Oa、R_a、R_a1、D、v：B、O_b、R_b、R_b1、E、R、S、C、L关系示意

图3副转子构成原理示意

图4副转子上共轭曲线E形成原理示意

图5主转子构成原理示意

图6主转子上共轭曲线D形成原理示意

图7传动比为3∶2的三轴结构形式

图8鼓风机/真空泵/输送泵结构原理示意

附图标记说明

R_a     主转子A圆转子半径

R_a1    主转子A圆转子凸齿齿顶圆半径

O_a     主转子A转子圆心

R_b     副转子B圆转子半径

R_b1    副转子B圆转子凹槽根圆半径

O_b     副转子B转子圆心

R      决定圆弧线C的半径

S      构成圆弧线C的圆心

C      为圆弧曲线

D      构成主转子上凸齿的共轭曲线

E      构成副转子上凹槽的共轭曲线

v      主转子A上半径R_a1的顶点

u      副转子B上半径R_b和共轭曲线E的交点

L      中心距

α   共轭曲线D旋转位移角度

i    主转子A与副转子B的传动比

t    副转子上的凹槽与压缩腔室之间通道

具体实施方式

下面介绍“中式转子气体压缩机”的一对转子实施过程：

设主转子A的圆转子半径R_a为66    R_a＝66

凸齿齿顶圆半径R_a1＝R_a+R＝66+16＝82

传动比i为3∶2    i＝3∶2＝1.5

副转子B圆转子半径R_b    R_b＝44

凹槽根圆半径R_b1＝R_b-R＝44-16＝28

中心距L＝R_a+R_b＝66+44＝110

决定圆弧C的R    设R为16    R＝16

设共轭曲线C的旋转角度α为3°

设副转子上的凹槽与压缩腔室之间通道t为1.5

且L＝(Ra-)+(Rb+)＝110

则

Ra-＝Ra-t＝66-1.5＝64.5

Rb+＝Rb+t＝44+1.5＝45.5

在副转子B上有以O_b为圆心R_b44为半径的外圆周上有点S，以点S为圆心R16为半径决定的圆弧C、共轭曲线E和凹槽根圆半径R_b128的圆弧构成副转子。共轭曲线E来源：以B圆转子O_b为圆心、中心距L110为半径，主转子A顺时针公转iω角度又以O_a为圆心顺时针自转ω角度，主转子A在公转和自转时，主转子A的半径R_a182上点v在副转子B上创成共轭曲线E，为了增加封闭面的弧面宽度，按设计需要以O_b为圆心逆时针旋转iα。(图3、图4)

在主转子A上有以O_a为圆心R_a66为半径的外圆周上有点S，以点S为圆心R16为半径决定的圆弧C、共轭曲线D和凸齿齿顶圆半径R_a 182的圆弧构成主转子。共轭曲线D来源：主转子A以O_a为圆心、中心距L110为半径，副转子B逆时针公转ω角度又以O_b为圆心逆时针自转iω角度，副转子B在公转和自转时，副转子B上共轭曲线E与半径R_b44相交点u在主转子A上创成共轭曲线D，按设计需要以O_a为圆心顺时针旋转α，以增加凸齿齿顶弧面宽度，与腔体间有更好的封闭效果。(图5、图6)

按照啮合特性，将有三个凸齿的主转子A和有一对凹槽的两个副转子B按中心距L组合构成并联双作用的三轴“中式转子气体压缩机”。(图7)

“中式转子气体压缩机”由壳体、两侧板、对位齿轮、主转子和副转子构成圆弧形封闭容积，当主转子旋转时，主转子上的凸齿将主、副转子隔开的圆弧形封闭容积作周期性变化，从而满足了制造泵吸真空/压缩气体和泵送流体机械的必备条件。

Claims (2)

1.“中式转子气体压缩机”有主转子A、副转子B，该副转子B圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凹槽：与之对应啮合的主转子A的圆周上有共轭曲线和圆弧线组合的凸齿，所述共轭曲线和圆弧线组合的凹槽、共轭曲线和圆弧线组合的凸齿由设计参数确定；其特征是：

所述副转子B上以O_b为圆心R_b为半径的圆周上有点S，以点S为圆心R为半径决定的圆弧C、共轭曲线E和凹槽根圆半径R_b1的圆弧构成的组合凹槽1：

所述主转子A上以0_a为圆心R_a为半径的圆周上有点S，以点S为圆心R为半径决定的圆弧C、共轭曲线D和凸齿齿顶圆半径R_a1的圆弧构成的组合凸齿2。

2.避免发生困水(油)和气体压力不平衡产生的脉动，减少上述现象产生的功率损失，在副转子上的凹槽与压缩腔室之间设计有一条通道t；其特征是：

所述主转子A外径R a圆弧的一段设计成Ra-，做成大小外径的转子；

所述副转子B外径Rb圆弧的一段设计成Rb+，做成大小外径的转子。 

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