CN107313934A - 一种无尖点的三角转子压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无尖点的三角转子压缩机，由气缸(1)和三角转子(2)组成。其气缸(1)型线为一条闭合的短幅外摆线的外等距曲线，三角转子(2)的组成型线包括三段圆弧和三段气缸型线簇的内包络线。三角转子在气缸内部作行星运动，三角转子(2)的三段圆弧在运动过程中始终与气缸(1)相啮合。本发明改变了有尖点的三角转子压缩机中三角转子与气缸之间的点线啮合方式，实现了曲线与曲线之间的啮合，减小了三角转子与气缸之间的摩擦，改善了三角转子与气缸之间的密封特性保证了其工作效率。
Description
技术领域
一种无尖点的三角转子压缩机，特别是一种无尖点、磨损轻、密封性好的三角转子压缩机。
技术背景
三角转子压缩机是一种回转式的流体机械，其运动方式为三角转子围绕气缸中心进行的行星运动，三角转子压缩机具有结构简单紧凑、零件少、转速高、振动小的优点。
传统的三角转子压缩机在三角转子的三个顶点处存在尖角，三角转子在运动的过程中尖角始终与气缸保持接触，接触方式为点线接触。三角转子在高速旋转运动的过程中与缸壁之间产生剧烈的摩擦，使得三角转子和气缸壁均有很大程度上的磨损，进而使得气缸和三角转子之间的密封性大大降低。磨损严重、密封性差的缺点严重影响了其工作效率和使用寿命。
发明内容
为解决尖点啮合所带来的易磨损、密封性能差、寿命低的问题，同时也为丰富三角转子压缩机的型线类型，本发明提出一种无尖点的三角转子压缩机，用短幅外摆线的等距曲线作气缸型线，用圆弧和气缸型线簇的内包络线作三角转子型线。实现了三角转子和气缸的正确啮合，使用曲线与曲线的啮合代替了现有的点与线的啮合，减小了三角转子和气缸之间的磨损，保证了无尖点的三角转子压缩机工作效率。
一种无尖点的三角转子压缩机，包括：气缸(1)和三角转子(2)；其特征是：气缸(1)的型线是一条闭合的短幅外摆线的外等距曲线，气缸(1)的型线呈中心对称，其对称中心为O1，以对称中心O1为原点建立直角坐标系，气缸(1) 的型线关于x轴和y轴都对称；三角转子(2)的型线由第一圆弧ab、第一叶瓣型线bc、第二圆弧cd、第二叶瓣型线de、第三圆弧ef、第三叶瓣型线fa组成，三角转子(2)的型线是全光滑的，不存在不光滑连接点；三角转子(2)的型线关于其中心O2呈120°对称，即三角转子(2)以其中心O2为中心旋转120°后与未旋转的型线完全重合，以三角转子(2)中心O2建立坐标系，其型线关于y轴对称。
一种无尖点的三角转子压缩机，其特征是：三角转子(2)和气缸(1)通过外齿轮c1和内齿轮c2实现传动，外齿轮c1固连在气缸(1)上且其中心与气缸(1) 中心重合；内齿轮c2固连在三角转子(2)上且其中心与三角转子(2)中心重合；气缸(1)中心O1与三角转子(2)中心O2的偏心距为e；三角转子(2) 的运动方式为：气缸(1)固定不动，三角转子(2)在气缸(1)内作行星运动，三角转子(2)绕气缸(1)中心O1公转，公转半径是e，角速度是ω1，同时三角转子(2)绕自身中心O2自转，自转角速度为ω2，三角转子(2)的公转和自转方向相反，且ω1:ω2＝3:1；在运动过程中，三角转子(2)的型线中第一圆弧 ab、第二圆弧cd和第三圆弧ef始终与气缸(1)的型线相啮合；第一叶瓣型线 bc、第二叶瓣型线df、第三叶瓣型线fa能够与气缸(1)的型线实现正确啮合。
根据权利要求1所述的一种无尖点的三角转子压缩机，其特征是：
①气缸(1)的型线的确定方式如下：
g1为一条闭合的短幅外摆线，其方程为：
将g1的创成半径R减小圆弧半径r得到闭合的短幅外摆线g2，其方程为：
作短幅外摆线g2的外等距曲线，其等距大小为圆弧半径r，得到短幅外摆线的外等距曲线g3，g3即气缸(1)的型线，其方程为：
符号说明：t—角度参数，rad；R—创成半径，mm；e—偏心距，mm；r—圆弧半径，mm；
②三角转子(2)的叶瓣型线为气缸(1)相对三角转子(2)运动所形成的曲线簇的内包络线，其确定方式如下：
作三角转子(2)与气缸(1)之间相对运动转换，工作状态下，气缸(1) 固定不动，三角转子(2)作公转和自转运动，保证气缸(1)和三角转子(2) 之间的相对运动关系不变，将运动关系转换为三角转子(2)固定不动，气缸(1) 作公转和自转运动；
根据气缸(1)与三角转子(2)之间的啮合运动关系，作0°～120°公转角度下的气缸(1)的型线构成气缸型线簇，作气缸型线簇的内包络线de，de即为三角转子(2)的第二叶瓣型线；三角转子(2)为中心120°对称结构，以O2为中心将de作120°环形阵列得到叶瓣型线bc、fa；叶瓣型线bc、de、fa与圆OA、 OB、OC的切点之间的圆弧即为圆弧ab、cd、ef。
该发明的有益效果为：
无尖点的三角转子压缩机的型线全光滑，没有不光滑连接点，将三角转子与气缸之间的点线接触变为曲线与曲线之间的接触，气缸(1)与三角转子(2)之间的摩擦力小，磨损轻，延长了使用寿命。
无尖点的三角转子压缩机的型线实现了圆弧与气缸(1)的全啮合，增大了接触面积，改善了密封性，减小气体泄漏，提高了三角转子压缩机的工作效率。
附图说明
图1有尖点的三角转子压缩机的组成图。
图2一种无尖点的三角转子压缩机的组成图。
图3一种无尖点三角转子压缩机的气缸和三角转子型线图。
图4一种无尖点三角转子压缩机的气缸型线生成图。
图5一种无尖点三角转子压缩机的三角转子型线的生成图。
图6一种无尖点三角转子压缩机转子运动过程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示为有尖点的三角转子压缩机，其转子存在三个尖点并且三个尖点始终与缸体相啮合。
如图2所示一种无尖点的三角转子压缩机，1为气缸，2为三角转子，气缸中心为O1三角转子中心为O2，O1O2的距离为e,c1为外齿轮c2为内齿轮，外齿轮内齿轮在图中分别简画为圆O1、圆O2，其半径R1：R2＝2:3。
如图3(a)所示一种无尖点三角转子(2)的气缸(1)的型线为闭合短幅外摆线的等距曲线，其型线关于其中心O1中心对称，以其中心O1建立直角坐标系，气缸(1)关于x轴、y轴都对称；如图3(b)所示三角转子(2)型线包括第一圆弧ab、第一叶瓣型线bc、第二圆弧cd、第二叶瓣型线df、第三圆弧ef、第三叶瓣型线fa，各组成型线关于其中心O2呈120°对称，以其中心O2建立直角坐标系，三角转子(2)关于y轴对称。
如图4所示，根据权利要求3所述方程，作出闭合短幅外摆线g1(图4虚线 所示)，以O2为中心作等边三角形△ABC，其顶点交g1于点A、B、C，三角形 中心线O2A、O2B、O2C长度为曲线g1的创成半径R，以长度R-r为创成半径得 到闭合外摆线g2,三角形中心线O2A与g2的交点为OA，以r为半径，OA为圆心 作圆OA，并以r为等距距离作曲线g2的外等距曲线g3，圆OA与曲线g3相切， g3为无尖点的三角转子压缩机的气缸型线。
如图5所示，以O2为中心将圆OA进行120°阵列得到圆OB圆OC，三角转子的第一圆弧ab、第二圆弧cd、第三圆弧ef分别为圆OA、圆OB、圆OC的一部分，根据三角转子(2)与气缸(1)之间相对运动关系，固定三角转子(2) 不动，作出气缸(1)在0°～120°公转角度下的型线簇，作气缸(1)型线簇的内包络线de，de即为三角转子(2)的叶瓣型线；三角转子(2)是相对其中心 O2呈120°对称的结构，以其中心O2将de作120°环形阵列得到叶瓣型线bc、 fa。叶瓣型线与圆OA、圆OB、圆OC的切点之间的圆弧即为圆弧ab、cd、ef，上述各段型线共同构成了图3(b)所示的三角转子。
如图6所示，无尖点的三角转子压缩机的三角转子啮合运动过程图，图中 (a)～(f)三角转子的公转相位差为60°，运动过程中三角转子的三段圆弧始终与缸体相啮合，且各段叶瓣型线也能够和缸体之间实现正确啮合。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (3)
1.一种无尖点的三角转子压缩机，包括：气缸(1)和三角转子(2)；其特征是：气缸(1)的型线是一条闭合的短幅外摆线的外等距曲线，气缸(1)的型线呈中心对称，其对称中心为O1，以对称中心O1为原点建立直角坐标系，气缸(1)的型线关于x轴和y轴都对称；三角转子(2)的型线由第一圆弧ab、第一叶瓣型线bc、第二圆弧cd、第二叶瓣型线de、第三圆弧ef、第三叶瓣型线fa组成，三角转子(2)的型线是全光滑的，不存在不光滑连接点；三角转子(2)的型线关于其中心O2呈120°对称，即三角转子(2)以其中心O2为中心旋转120°后与未旋转的型线完全重合，以三角转子(2)中心O2建立坐标系，其型线关于y轴对称。
2.一种无尖点的三角转子压缩机，其特征是：三角转子(2)和气缸(1)通过外齿轮c1和内齿轮c2实现传动，外齿轮c1固连在气缸(1)上且其中心与气缸(1)中心重合；内齿轮c2固连在三角转子(2)上且其中心与三角转子(2)中心重合；气缸(1)中心O1与三角转子(2)中心O2的偏心距为e；三角转子(2)的运动方式为：气缸(1)固定不动，三角转子(2)在气缸(1)内作行星运动，三角转子(2)绕气缸(1)中心O1公转，公转半径是e，角速度是ω1，同时三角转子(2)绕自身中心O2自转，自转角速度为ω2，三角转子(2)的公转和自转方向相反，且ω1:ω2＝3:1；在运动过程中，三角转子(2)的型线中第一圆弧ab、第二圆弧cd和第三圆弧ef始终与气缸(1)的型线相啮合；第一叶瓣型线bc、第二叶瓣型线df、第三叶瓣型线fa能够与气缸(1)的型线实现正确啮合。
3.根据权利要求1所述的一种无尖点的三角转子压缩机，其特征是：
①气缸(1)的型线的确定方式如下：
g1为一条闭合的短幅外摆线，其方程为：
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将g1的创成半径R减小圆弧半径r得到闭合的短幅外摆线g2，其方程为：
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作短幅外摆线g2的外等距曲线，其等距大小为圆弧半径r，得到短幅外摆线的外等距曲线g3，g3即气缸(1)的型线，其方程为：
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符号说明：t—角度参数，rad；R—创成半径，mm；e—偏心距，mm；r—圆弧半径，mm；
②三角转子(2)的叶瓣型线为气缸(1)相对三角转子(2)运动所形成的曲线簇的内包络线，其确定方式如下：
作三角转子(2)与气缸(1)之间相对运动转换，工作状态下，气缸(1)固定不动，三角转子(2)作公转和自转运动，保证气缸(1)和三角转子(2)之间的相对运动关系不变，将运动关系转换为三角转子(2)固定不动，气缸(1)作公转和自转运动；
根据气缸(1)与三角转子(2)之间的啮合运动关系，作0°～120°公转角度下的气缸的型线构成气缸型线簇，作气缸型线簇的内包络线de，de即为三角转子(2)的第二叶瓣型线；三角转子(2)为中心120°对称结构，以O2为中心将de作120°环形阵列得到叶瓣型线bc、fa；叶瓣型线bc、de、fa与圆OA、OB、OC的切点之间的圆弧即为圆弧ab、cd、ef。
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