CN105257537B - 一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，包括阳转子端面齿型和阴转子端面齿型，阴转子端面齿型和阳转子端面齿型均由七段线条首尾连接而成；其中：阳转子端面的齿型线和阴转子端面的齿型线均包括圆弧线、直线和摆线；三齿螺杆压缩机的阴转子的节圆半径与阳转子的节圆半径相等；阴转子的齿槽半径、阳转子的齿槽半径、阴转子的齿顶半径和阳转子的齿顶半径相等，且均为阴转子节圆半径的一半。采用该齿型的阴、阳转子可以实现互换，转子的重量也较轻。

Description

一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型

技术领域

本发明涉及一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型。

背景技术

螺杆压缩机的核心技术是转子设计，而转子齿型的好坏直接决定了压缩机的性能与可靠性。目前螺杆压缩机常用的转子齿型齿数比多为4/6与5/6齿型，这两种齿型的阴转子和阳转子形状不一致，不能够互换，但能适应很宽的压力范围，被大量用于空气动力与制冷空调领域。随着螺杆压缩机的应用领域拓展到工艺气与节能环保领域，出现了许多低压力、大流量的工况，如电厂脱硫风机、MVR装置蒸汽压缩机等。常规的转子齿型用于此类工况，存在着成本高和效率低等缺点，螺杆压缩机要在这些领域具有竞争优势，需要采用全新的理念来优化压缩机的转子端面齿型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种面积利用系数大、吸排气孔口面积大的三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，采用该齿型的阴、阳转子可以实现互换，转子的重量也较轻。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，包括阳转子端面齿型和阴转子端面齿型，阴转子端面齿型和阳转子端面齿型均由七段线条首尾连接而成；其中：阳转子端面的齿型线和阴转子端面的齿型线均包括圆弧线、直线和摆线；三齿螺杆压缩机的阴转子的节圆半径与阳转子的节圆半径相等；阴转子的齿槽半径、阳转子的齿槽半径、阴转子的齿顶半径和阳转子的齿顶半径相等，且均为阴转子节圆半径的一半。

本发明至少具有以下技术效果：

1、本发明的转子的齿型线采用了圆弧线、直线和摆线的组合形式，采用本发明的齿型，阴、阳转子可以实现互换；

2、现有的螺杆压缩机的阳转子的齿顶半径以及阴转子的齿槽半径大约只有节圆半径的十分之一至五分之一左右，而本发明的阳转子的齿顶半径以及阴转子的齿槽半径为节圆半径的一半，因而具有更大面积利用系数和吸排气孔口面积，重量也更轻。

附图说明

图1是本发明阴转子和阳转子的一个实施例在相互啮合时的示意图。

图2是根据本发明一实施例的阳转子端面齿型线示意图。

图3是根据本发明一实施例的阴转子端面齿型线示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本申请中所述的三齿螺杆压缩机指的是阴转子的齿数与阳转子的齿数均为三个的螺杆压缩机。

请参阅图1至图3。根据本发明一实施例的一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，包括阳转子端面齿型和阴转子端面齿型。阴转子端面齿型和阳转子端面齿型均由七段线条首尾连接而成；其中：所述阳转子端面的齿型线和所述阴转子端面的齿型线均包括圆弧线、直线和摆线；三齿螺杆压缩机的阴转子F的节圆半径与阳转子M的节圆半径相等；阴转子F的齿槽半径、阳转子M的齿槽半径、阴转子F的齿顶半径和阳转子M的齿顶半径相等，且均为阴转子节圆半径的一半。阴转子F的齿槽半径、阳转子M的齿槽半径、阴转子F的齿顶半径和阳转子M的齿顶半径均为r，阴转子F的节圆半径与阳转子M的节圆半径均为2r，而阴转子F与阳转子M的中心距为4r。图1中用虚线绘出的两个圆形分别代表阴转子F的节圆与阳转子M的节圆。

本实施例中，阳转子端面的齿型线包括顺序连接的：圆弧A₁B₁、直线B₁C₁、摆线C₁D₁、圆弧D₁E₁、摆线E₁F₁、直线F₁G₁以及圆弧G₁H₁；阴转子端面的齿型线包括顺序连接的：圆弧A₂B₂、摆线B₂C₂、直线C₂D₂、圆弧D₂E₂、直线E₂F₂、摆线F₂G₂以及圆弧G₂H₂。

所述阳转子端面的齿型线中：

圆弧A₁B₁是以阳转子节圆上的点L₃为圆心、r为半径的一段圆弧；r为阳转子的齿槽半径；

直线B₁C₁在起点B₁处与圆弧A₁B₁相切，直线B₁C₁的终点C₁位于阳转子的节圆上，直线B₁C₁的延长线经过阳转子的中心O₁；

摆线C₁D₁在起点C₁处与直线B₁C₁连接，在终点D₁处与圆弧D₁E₁连接；

圆弧D₁E₁是以节点p为圆心、r为半径的一段圆弧，圆弧D₁E₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；在图中，连线O₃O₁是和阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互重合的，换而言之，齿顶顶点O₃位于连线O₁O₂之上；

摆线E₁F₁与摆线C₁D₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；

直线F₁G₁在终点G₁处与圆弧G₁H₁相切，直线F₁G₁的延长线经过阳转子中心O₁，直线F₁G₁与直线B₁C₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；

圆弧G₁H₁是以阳转子节圆上的点L₄为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧G₁H₁与圆弧A₁B₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；圆弧G₁H₁的终点H₁与该阳转子相邻另一齿的终点连接。

所述阴转子端面的齿型线中：

圆弧A₂B₂是以阴转子节圆上的点L₁为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧A₂B₂与阳转子上的圆弧A₁B₁互为共轭曲线；r为阳转子的齿槽半径；

摆线B₂C₂在起点B₂处与圆弧A₂B₂连接，在终点C₂处与直线C₂D₂连接；摆线B₂C₂与阳转子上的直线B₁C₁互为共轭曲线；

直线C₂D₂在终点D₂处与圆弧D₂E₂相切，直线C₂D₂的延长线经过阴转子的中心O₂；直线C₂D₂与阳转子上的摆线C₁D₁互为共轭曲线；

圆弧D₂E₂是以节点p为圆心、r为半径的一段圆弧，圆弧D₂E₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；在图中，连线O₄O₂是和阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互重合的，换而言之，齿槽顶点O₄位于连线O₁O₂之上；

直线E₂F₂在起点E₂处与圆弧D₂E₂相切，终点F₂位于阴转子的节圆上；直线E₂F₂的延长线经过阴转子的中心O₂；直线E₂F₂与直线C₂D₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；直线E₂F₂与阳转子上的摆线E₁F₁互为共轭曲线；

摆线F₂G₂与摆线B₂C₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；摆线F₂G₂与阳转子上的直线F₁G₁互为共轭曲线；

圆弧G₂H₂是以阴转子节圆上的点L₂为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧G₂H₂与圆弧A₂B₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；圆弧G₂H₂的终点H₂与该阴转子相邻另一齿的终点连接；圆弧G₂H₂与阳转子上的圆弧G₁H₁互为共轭曲线。

在具体实施时：

1、先按以下步骤来生成阳转子端面的齿型：

(1)首先生成齿曲线A₁B₁与G₁H₁：齿曲线A₁B₁是以阳转子节圆上的点L₃为圆心、半径为r的圆弧，O₁L₃与O₁、O₂之间的连线O₁O₂的夹角为60°，A₁位于连线O₁L₃上。G₁H₁为圆弧，与圆弧A₁B₁关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；

(2)生成齿曲线B₁C₁、F₁G₁：齿曲线B₁C₁为直线段，与A₁B₁圆弧相切，B₁C₁的延长线通过中心O₁且与O₁、O₂之间的连线O₁O₂的夹角为30°，点C₁位于阳转子节圆上。齿曲线F₁G₁为直线段，与直线段B₁C₁关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；

(3)生成齿曲线C₁D₁与E₁F₁：齿曲线C₁D₁为一段与阴转子上的直线段C₂D₂共轭的摆线，齿曲线E₁F₁为摆线，与摆线C₁D₁关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；

(4)生成齿曲线D₁E₁：齿曲线D₁E₁为以节点p为中心、半径为r的圆弧，齿曲线D₁E₁关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；pD₁与pE₁的夹角为60°。

2、再按以下步骤来生成阴转子端面的齿型：

(1)生成齿曲线D₂E₂：齿曲线D₂E₂为以节点p为中心、半径为r的圆弧，关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；pD₂与pE₂的夹角60°；

(2)生成齿曲线C₂D₂与E₂F₂：齿曲线C₂D₂为直线段，与圆弧D₂E₂相切于D₂点。直线段C₂D₂的延长线通过阴转子中心O₂且与O₁、O₂之间的连线O₁O₂的夹角为30°，点C₂位于阴转子节圆上。E₂F₂为直线段，与直线段C₂D₂关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；

(3)生成齿曲线B₂C₂与F₂G₂：B₂C₂为一段与阳转子上直线段B₁C₁共轭的摆线，F₂G₂为摆线，与摆线B₂C₂关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称；

(4)生成齿曲线A₂B₂与G₂H₂：齿曲线A₂B₂为以节圆上点L₁为圆心，半径为r的圆弧，A₂位于连线O₂L₁的延长线上，L₁O₂与O₁O₂的夹角为60°。G₂H₂为圆弧，与圆弧A₂B₂关于阳转子中心O₁与阴转子中心O₂之间的连线O₁O₂相互对称。

这样，螺杆压缩机阴阳转子的端面齿型就完全作出来了。阴转子中三个齿的齿型是一样的，阳转子中三个齿的齿型也是一样的。将阴转子端面齿型沿O₂平移到O₁，可与阳转子端面齿型重合，意味着阴阳转子可以互换。

Claims (3)

1.一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，包括阳转子端面齿型和阴转子端面齿型，其特征在于，所述阴转子端面齿型和阳转子端面齿型均由七段线条首尾连接而成；其中：所述阳转子端面的齿型线和所述阴转子端面的齿型线均包括圆弧线、直线和摆线；所述三齿螺杆压缩机的阴转子的节圆半径与阳转子的节圆半径相等；阴转子的齿槽半径、阳转子的齿槽半径、阴转子的齿顶半径和阳转子的齿顶半径相等，且均为阴转子节圆半径的一半；

阳转子端面的齿型线包括顺序连接的：圆弧A₁B₁、直线B₁C₁、摆线C₁D₁、圆弧D₁E₁、摆线E₁F₁、直线F₁G₁以及圆弧G₁H₁；

阴转子端面的齿型线包括顺序连接的：圆弧A₂B₂、摆线B₂C₂、直线C₂D₂、圆弧D₂E₂、直线E₂F₂、摆线F₂G₂以及圆弧G₂H₂。

2.根据权利要求1所述的一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，其特征在于，所述阳转子端面的齿型线中：

圆弧A₁B₁是以阳转子节圆上的点L₃为圆心、r为半径的一段圆弧；r为阳转子的齿槽半径；

直线B₁C₁在起点B₁处与圆弧A₁B₁相切，直线B₁C₁的终点C₁位于阳转子的节圆上，直线B₁C₁的延长线经过阳转子的中心O₁；

摆线C₁D₁在起点C₁处与直线B₁C₁连接，在终点D₁处与圆弧D₁E₁连接；

圆弧D₁E₁是以节点p为圆心、r为半径的一段圆弧，圆弧D₁E₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；

摆线E₁F₁与摆线C₁D₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；

直线F₁G₁在终点G₁处与圆弧G₁H₁相切，直线F₁G₁的延长线经过阳转子中心O₁，直线F₁G₁与直线B₁C₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；

圆弧G₁H₁是以阳转子节圆上的点L₄为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧G₁H₁与圆弧A₁B₁关于齿顶顶点O₃与阳转子中心O₁之间的连线O₃O₁相互对称；圆弧G₁H₁的终点H₁与该阳转子相邻另一齿的终点连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种三齿螺杆压缩机的转子端面齿型，其特征在于，所述阴转子端面的齿型线中：

圆弧A₂B₂是以阴转子节圆上的点L₁为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧A₂B₂与阳转子上的圆弧A₁B₁互为共轭曲线；r为阳转子的齿槽半径；

摆线B₂C₂在起点B₂处与圆弧A₂B₂连接，在终点C₂处与直线C₂D₂连接；摆线B₂C₂与阳转子上的直线B₁C₁互为共轭曲线；

直线C₂D₂在终点D₂处与圆弧D₂E₂相切，直线C₂D₂的延长线经过阴转子的中心O₂；直线C₂D₂与阳转子上的摆线C₁D₁互为共轭曲线；

圆弧D₂E₂是以节点p为圆心、r为半径的一段圆弧，圆弧D₂E₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；

直线E₂F₂在起点E₂处与圆弧D₂E₂相切，终点F₂位于阴转子的节圆上；直线E₂F₂的延长线经过阴转子的中心O₂；直线E₂F₂与直线C₂D₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；直线E₂F₂与阳转子上的摆线E₁F₁互为共轭曲线；

摆线F₂G₂与摆线B₂C₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；摆线F₂G₂与阳转子上的直线F₁G₁互为共轭曲线；

圆弧G₂H₂是以阴转子节圆上的点L₂为圆心、r为半径的一段圆弧；圆弧G₂H₂与圆弧A₂B₂关于齿槽顶点O₄与阴转子中心O₂之间的连线O₄O₂相互对称；圆弧G₂H₂的终点H₂与该阴转子相邻另一齿的终点连接；圆弧G₂H₂与阳转子上的圆弧G₁H₁互为共轭曲线。