CN107559191B - 涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡旋压缩机。该涡旋压缩机包括静涡盘和动涡盘，静涡盘包括第一中心头部段和第一中心内圆弧段，动涡盘包括第二中心头部段和第二中心内圆弧段；在吸气腔逐渐打开的过程中，中压腔和吸气腔之间的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿形成间隙，排气腔和中压腔之间的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿啮合；在吸气腔逐渐关闭的过程中，第一中心头部段与第二中心内圆弧段之间形成间隙，第二中心头部段与第一中心内圆弧段之间形成间隙，吸气腔和中压腔之间的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿啮合。本发明还涉及一种涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法。上述涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法，涡旋压缩机的压缩效果较好。

Description

涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法。

背景技术

涡旋压缩机，由于其结构简单、体积小、重量轻、能耗低等优点被广泛应用在制冷空调系统中。涡旋压缩机包括静涡盘、动涡盘，静涡盘和动涡盘的涡旋齿型线为一对共轭的圆的渐开线。静涡盘和动涡盘的涡旋齿型线参数相同、相位差为180°，静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿正对且配合在一起，静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿的基圆中心相距特定距离R，静涡盘的涡旋齿外线与动涡盘的涡旋齿内线存在啮合点，静涡盘的涡旋齿内线与动涡盘的涡旋齿外线存在啮合点，因此，静涡盘和动涡盘的涡旋齿之间由尾部至中心依次形成吸气腔、中压腔和排气腔。动涡盘由转动机构带动绕静涡盘基圆中心做半径为R的圆周运动。动涡盘旋转一周，涡旋压缩机即可完成一次吸气、一次排气，在动涡盘的旋转过程中，中压腔的容积逐渐变小即实现气体的压缩。涡旋压缩机的吸气、压缩、排气过程是同时且连续进行的。

但是，传统的涡旋压缩机中，动涡盘和静涡盘的配合精度要求较高，即要求动涡盘和静涡盘的涡旋齿之间从涡旋齿型线的尾部至中心始终存在啮合点，即要求多对压缩腔的多组对称啮合点始终同时啮合。而实际生产当中，动涡盘和静涡盘的涡旋齿的轮廓极易存在加工偏差，在涡旋齿壁上形成凸出点，会使得静涡盘和动涡盘在凸出点处发生干涉和磨损，而在啮合点处无法啮合，导致吸气腔、中压腔和排气腔之间容易发生窜气，从而导致涡旋压缩机性能不好。

发明内容

基于此，有必要针对传统的涡旋压缩机性能不好的问题，提供一种涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法。

一种涡旋压缩机，包括静涡盘和动涡盘，所述静涡盘和所述动涡盘配合在一起，所述动涡盘相对所述静涡盘公转，所述动涡盘的涡旋齿和所述静涡盘的涡旋齿从尾部至头部方向配合形成吸气腔、中压腔和排气腔；所述静涡盘的涡旋齿型线包括第一中心头部段、第一中心内圆弧段、第一内线段和第一外线段，所述第一内线段和所述第一外线段均远离所述静涡盘的头部；所述动涡盘的涡旋齿型线包括第二中心头部段、第二中心内圆弧段、第二内线段和第二外线段，所述第二内线段和所述第二外线段均远离所述动涡盘的头部；在所述第二中心头部段从脱离所述第一中心内圆弧段的状态转动至所述第二中心头部段开始沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一内线段与所述第二外线段之间形成间隙，所述第二内线段和所述第一外线段之间形成间隙，所述排气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿啮合；在所述第二中心头部段沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间形成间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间形成间隙，所述吸气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿啮合。

在其中一个实施例中，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内。

在其中一个实施例中，所述静涡盘和所述动涡盘的涡旋齿均为等截面涡旋齿；所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸、所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸、所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸及所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸相等。

在其中一个实施例中，所述第一中心头部段、所述第一中心内圆弧段、所述第一内线段、所述第一外线段均为同一基圆渐开线，所述第二中心头部段、所述第二中心内圆弧段、所述第二内线段、所述第二外线段均为同一基圆渐开线。

在其中一个实施例中，所述静涡盘和所述动涡盘的涡旋齿均为变截面涡旋齿；所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸为第一预设值；所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸为第二预设值；所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸从所述静涡盘的头部至尾部的方向逐渐减小；所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸从所述静涡盘的头部至尾部的方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述第一中心头部段、所述第一中心内圆弧段、所述第一内线段和所述第一外线段分别为不同半径的基圆渐开线，所述第二中心头部段、所述第二中心内圆弧段、所述第二内线段和所述第二外线段分别为不同半径的基圆渐开线。

一种涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法，用于对待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线进行修正，包括：

分别在所述待修正静涡盘和所述待修正动涡盘的涡旋齿型线上选取待修正线段；其中，所述待修正静涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第一中心头部段、待修正第一内线段和待修正第一外线段，所述待修正第一内线段和所述待修正第一外线段均远离所述待修正静涡盘的头部，所述待修正动涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第二中心头部段、待修正第二内线段和待修正第二外线段，所述待修正第二内线段和所述待修正第二外线段均远离所述待修正动涡盘的头部；

在所述待修正静涡盘和所述待修正动涡盘的涡旋齿型线的基础上，将各所述待修正线段向所述涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进各自的预设距离，分别得到静涡盘的涡旋齿型线和动涡盘的涡旋齿型线；其中，所述静涡盘的涡旋齿型线包括：第一中心头部段、第一内线段和第一外线段，所述静涡盘的涡旋齿型线还包括第一中心内圆弧段，所述动涡盘的涡旋齿型线包括：第二中心头部段、第二内线段和第二外线段，所述动涡盘的涡旋齿型线还包括第二中心内圆弧段；在所述第二中心头部段从脱离所述第一中心内圆弧段的状态转动至所述第二中心头部段开始沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一内线段与所述第二外线段之间形成间隙，所述第二内线段和所述第一外线段之间形成间隙，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间啮合，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间啮合。在所述第二中心头部段沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间形成间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间形成间隙，所述第一内线段与所述第二外线段之间啮合，所述第二内线段和所述第一外线段之间啮合。

在其中一个实施例中，各所述待修正线段向所述涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进的预设距离均在0.005mm到0.1mm的范围内。

在其中一个实施例中，所述待修正第一中心头部段缩进的预设距离、所述待修正第一内线段缩进的预设距离、所述待修正第一外线段缩进的预设距离、所述待修正第二中心头部段缩进的预设距离、所述待修正第二内线段缩进的预设距离及所述待修正第二外线段缩进的预设距离相等。

在其中一个实施例中，所述待修正第一中心头部段缩进的预设距离为第一数值；所述待修正第二中心头部段缩进的预设距离为第二数值；所述待修正第一外线段上从静涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第一内线段上从静涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第二外线段上从动涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第二内线段上从动涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。

上述涡旋压缩机及其涡旋齿型线的修正方法，所述第二中心头部段从脱离所述第一中心内圆弧段的状态转动至所述第二中心头部段开始沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，吸气腔打开进行吸气，所述中压腔开始初步压缩气体，所述排气腔开始排气。由于所述中压腔和所述吸气腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿形成间隙，一方面，使得动涡盘在旋转时，动涡盘被主轴驱动，动涡盘朝动涡盘的涡旋齿的头部远离静涡盘的涡旋齿的头部的方向尽量靠近静涡盘，可以保证所述排气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿充分啮合。同时，中压腔和所述吸气腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿不会发生干涉。另一方面，即使静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿存在加工误差，比如静涡盘的涡旋齿壁厚增加或动涡盘的涡旋齿壁厚增加(即静涡盘的涡旋齿壁或动涡盘的涡旋齿壁上存在凸出点)，由于中压腔和所述吸气腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿形成间隙，动涡盘在转动时可以让位，避开上述凸出点，然后动涡盘继续恢复转动轨迹，而不会出现动涡盘的涡旋齿和静涡盘的涡旋齿干涉的情况，这样可以降低静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿的加工精度，使得加工容易。另外，因为此时中压腔内气体压力与吸气腔内气体压力压差较小，即使中压腔和吸气腔之间的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿形成间隙，也不会导致中压腔中气体的泄露，既被吸入的气体可全部进入压缩过程，依然可以保证吸气量接近理论值。在涡旋压缩机实际运转时，涡旋压缩机是处于连续吸气、压缩及排气的工作中。在中压腔开始初步压缩气体时，所述排气腔也处于不断压缩和排气的阶段，此时，因为排气腔和中压腔之间的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿啮合，即中压腔和排气腔完全隔离，排气腔中的高压气体无法逆行进入中压腔中，这样使得排气腔中的高压气体全部被排出无泄漏，从而保证排气量接近理论值。

在所述第二中心头部段沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述吸气腔逐渐关闭，一次吸气结束，所述中压腔开始强化压缩气体，排气腔逐渐排气结束。在此过程中，由于所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间形成间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间形成间隙，一方面，使得动涡盘在被主轴驱动旋转时，动涡盘朝动涡盘的涡旋齿的头部靠近静涡盘的涡旋齿的头部的方向尽量靠近静涡盘，可以保证所述吸气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿充分啮合。同时，第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间也不会发生干涉，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间也不会发生干涉。另一方面，即使静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿存在加工误差，比如静涡盘的涡旋齿壁厚增加或动涡盘的涡旋齿壁厚增加(即静涡盘或动涡盘的涡旋齿壁上存在凸出点)，由于第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间存在间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间存在间隙，动涡盘在转动时可以让位，避开上述凸出点，然后动涡盘继续恢复转动轨迹，而不会出现动涡盘的涡旋齿和静涡盘的涡旋齿干涉的情况，这样可以降低静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿的加工精度，使得加工容易。另外，因为此时中压腔已经进入气体的强化压缩阶段，中压腔内气体压力很高，但是中压腔和吸气腔之间隔离，中压腔中的气体无法通过吸气腔泄露出去，有效保证被吸入的气体完全被压缩。随着气体被逐渐推入排气腔，气体依然在中压腔和排气腔中持续压缩，并准备排出。而第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间存在间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间存在间隙，即使排气腔中气体微量泄露至中压腔，也会被再次推入排气腔中排出，不会导致中压腔中气体的泄露，既被吸入的气体可全部被压缩并被排出。

因此，在涡旋压缩机运转时，能够保证所有吸入的气体全部被压缩及全部被排出，保证了涡旋压缩机的设计排量，使得涡旋压缩机的压缩效果较好。同时由于静涡盘和动涡盘的涡旋齿之间设计了有效的间隙，使得动涡盘在旋转时可以让位，避开加工偏差造成的静涡盘或动涡盘的涡旋齿壁上的凸出点，从而避免了因加工偏差造成的静涡盘的涡旋齿和动涡盘的涡旋齿之间的干涉和磨损，避免了由于干涉和磨损导致的功耗较高的问题，延长涡旋压缩机的使用寿命。另外，由于静涡盘和动涡盘的涡旋齿之间设计了有效的间隙，还能够降低静涡盘和动涡盘的加工精度，使得加工容易。

附图说明

图1为一实施例的涡旋压缩机的第二中心头部段脱离第一中心内圆弧段时的静涡盘和动涡盘的配合示意图；

图2为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段开始沿第一中心内圆弧段运动时的的静涡盘和动涡盘的配合示意图；

图3为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段沿第一中心内圆弧段运动时的的静涡盘和动涡盘的配合示意图；

图4为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段开始脱离第一中心内圆弧段时的静涡盘和动涡盘的配合示意图；

图5为一实施例的涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法示意图；

图6为应用图5的修正方法得到的静涡盘的涡旋齿型线的示意图；

图7为应用图5的修正方法得到的动涡盘的涡旋齿型线的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

请参照图1至图4，图1为本实施例的涡旋压缩机的第二中心头部段脱离第一中心内圆弧段时的静涡盘和动涡盘的配合示意图；图2为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段开始沿第一中心内圆弧段运动时的的静涡盘和动涡盘的配合示意图；图3为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段沿第一中心内圆弧段运动时的的静涡盘和动涡盘的配合示意图；图4为图1所示的涡旋压缩机的第二中心头部段开始脱离第一中心内圆弧段时的静涡盘和动涡盘的配合示意图。

如图1至图4所示，一种涡旋压缩机200，包括静涡盘210和动涡盘230，静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿型线参数相同、相位差为180°。静涡盘210和动涡盘230配合在一起，动涡盘230相对静涡盘210公转，动涡盘230的涡旋齿和静涡盘210的涡旋齿从尾部至头部方向配合形成吸气腔250、中压腔270和排气腔290；静涡盘210的涡旋齿型线包括第一中心头部段AB和第一中心内圆弧段BC；动涡盘230的涡旋齿型线包括第二中心头部段A’B’和第二中心内圆弧段B’C’。

需要说明的是，图1至图4中标示的小黑点为各线段对应的端点，并不是静涡盘或动涡盘上的部件。比如，第一中心头部段AB上的两个黑点对应两个端点A和B。

动涡盘230绕静涡盘210的基圆圆心周期性旋转。在动涡盘230旋转的一个周期内，如图1至图2，第二中心头部段A’B’从脱离第一中心内圆弧段BC的状态转动至第二中心头部段A’B’开始沿第一中心内圆弧段BC转动的位置。如图2至图3，动涡盘230再继续沿第一中心内圆弧段BC转动。如图3至图4，动涡盘230转动至第二中心头部段A’B’开始脱离第一中心内圆弧段BC。动涡盘230从图4的状态继续转动，并使得第二中心头部段A’B’脱离第一中心内圆弧段BC，回到图1所示的位置。如此，动涡盘230完成一个周期内的旋转，这个过程也是涡旋压缩机200连续的吸气、压缩和排气的一个周期。

需要说明的是，动涡盘230和静涡盘210之间为相对运动。也就是说，第二中心头部段A’B’从脱离第一中心内圆弧段BC的状态转动至第二中心头部段A’B’开始沿第一中心内圆弧段BC转动的位置的过程中，第一中心头部段AB也从脱离第二中心内圆弧段B’C’的状态转动至第一中心头部段AB开始沿第二中心内圆弧段B’C’转动的位置。在第二中心头部段A’B’沿第一中心内圆弧段BC转动的同时，第一中心头部段AB也相应地沿第二中心内圆弧段B’C’转动。

如图1至图2所示，第二中心头部段A’B’从脱离第一中心内圆弧段BC的状态转动至第二中心头部段A’B’开始沿第一中心内圆弧段BC转动的过程中，中压腔270和吸气腔250之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿形成间隙(包括间隙1和间隙2)，排气腔290和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿啮合。

第二中心头部段A’B’从脱离第一中心内圆弧段BC的状态转动至第二中心头部段A’B’开始沿第一中心内圆弧段BC转动的过程中，吸气腔250打开进行吸气，中压腔270开始初步压缩气体，排气腔290开始排气。由于中压腔270和吸气腔250之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿形成间隙(间隙1和间隙2)，一方面，使得动涡盘230在旋转时，动涡盘230被主轴驱动，动涡盘230朝动涡盘230的涡旋齿的头部远离静涡盘210的涡旋齿的头部的方向尽量靠近静涡盘210，可以保证排气腔290和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿充分啮合。同时，中压腔270和吸气腔250之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿不会发生干涉。另一方面，即使静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿存在加工误差，比如静涡盘210的涡旋齿壁厚增加或动涡盘230的涡旋齿壁厚增加(即静涡盘210的涡旋齿壁或动涡盘230的涡旋齿壁上存在凸出点)，由于中压腔270和吸气腔250之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿形成间隙(间隙1和间隙2)，动涡盘230在转动时可以让位，避开上述凸出点，然后动涡盘230继续恢复转动轨迹，而不会出现动涡盘230的涡旋齿和静涡盘210的涡旋齿干涉的情况，这样可以降低静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿的加工精度，使得加工容易。另外，因为此时中压腔270内气体压力与吸气腔250内气体压力压差较小，即使中压腔270和吸气腔250之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿形成间隙，也不会导致中压腔270中气体的泄露，既被吸入的气体可全部进入压缩过程，依然可以保证吸气量接近理论值。在涡旋压缩机200实际运转时，涡旋压缩机200是处于连续吸气、压缩及排气的工作中。在中压腔270开始初步压缩气体时，排气腔290也处于不断压缩和排气的阶段，此时，因为排气腔290和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿啮合，即中压腔270和排气腔290完全隔离，排气腔290中的高压气体无法逆行进入中压腔270中，这样使得排气腔290中的高压气体全部被排出无泄漏，从而保证排气量接近理论值。

如图2至图3所示，在第二中心头部段A’B’沿第一中心内圆弧段BC转动的过程中，第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间形成间隙3，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间形成间隙4，吸气腔250和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿啮合。

在第二中心头部段A’B’沿第一中心内圆弧段BC转动的过程中，吸气腔250逐渐关闭，一次吸气结束，中压腔270开始强化压缩气体，排气腔290逐渐排气结束。在此过程中，由于第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间形成间隙3，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间形成间隙4，一方面，使得动涡盘230在被主轴驱动旋转时，动涡盘230朝动涡盘230的涡旋齿的头部靠近静涡盘210的涡旋齿的头部的方向尽量靠近静涡盘210，可以保证吸气腔250和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿充分啮合。同时，第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间也不会发生干涉，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间也不会发生干涉。另一方面，即使静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿存在加工误差，比如静涡盘210的涡旋齿壁厚增加或动涡盘230的涡旋齿壁厚增加(即静涡盘210或动涡盘230的涡旋齿壁上存在凸出点)，由于第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间存在间隙3，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间存在间隙4，动涡盘230在转动时可以让位，避开上述凸出点，然后动涡盘230继续恢复转动轨迹，而不会出现动涡盘230的涡旋齿和静涡盘210的涡旋齿干涉的情况，这样可以降低静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿的加工精度，使得加工容易。另外，因为此时中压腔270已经进入气体的强化压缩阶段，中压腔270内气体压力很高，但是中压腔270和吸气腔250之间隔离，中压腔270中的气体无法通过吸气腔250泄露出去，有效保证被吸入的气体完全被压缩。随着气体被逐渐推入排气腔290，气体依然在中压腔270和排气腔290中持续压缩，并准备排出。而第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间存在间隙3，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间存在间隙4，即使排气腔290中气体微量泄露至中压腔270，也会被再次推入排气腔290中排出，不会导致中压腔270中气体的泄露，既被吸入的气体可全部被压缩并被排出。

因此，上述涡旋压缩机200，在涡旋压缩机200运转时，能够保证所有吸入的气体全部被压缩及全部被排出，保证了涡旋压缩机200的设计排量，使得涡旋压缩机200的压缩效果较好。同时由于静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿之间设计了有效的间隙，使得动涡盘230在旋转时可以让位，避开加工偏差造成的静涡盘210或动涡盘230的涡旋齿壁上的凸出点，从而避免了因加工偏差造成的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿之间的干涉和磨损，避免了由于干涉和磨损导致的功耗较高的问题，延长涡旋压缩机200的使用寿命。另外，由于静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿之间设计了有效的间隙，还能够降低静涡盘210和动涡盘230的加工精度，使得加工容易。

如图1至图4所示，静涡盘210的涡旋齿型线还包括第一内线段FG和第一外线段DE，第一内线段FG和第一外线段DE均远离静涡盘210的头部；动涡盘230的涡旋齿型线还包括第二内线段D’E’和第二外线段F’G’，第二内线段D’E’和第二外线段F’G’均远离动涡盘230的头部，第一内线段FG、第二外线段F’G’、第一外线段DE和第二内线段D’E’足够长，且在动涡盘230相对静涡盘210旋转的过程中，第二内线段D’E’与第一外线段DE相配合，第二外线段F’G’与第一内线段FG相配合；在第二中心头部段A’B’从脱离第一中心内圆弧段BC的状态转动至第二中心头部段A’B’开始沿第一中心内圆弧段BC转动的过程中，第一内线段FG与第二外线段F’G’之间形成间隙1，第二内线段D’E’和第一外线段DE之间形成间隙2。在吸气腔250打开进行吸气的过程中，吸气腔250和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿始终存在间隙，即保证排气腔290和中压腔270之间的静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿啮合，又能保证静涡盘210和动涡盘230之间不会发生干涉。

在设计静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿型线时，可以在静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿型线的基础上，将第一中心头部段AB和第二中心头部段A’B’分别向涡旋齿壁厚减小的方向缩进预设距离，将第一内线段FG或第二外线段F’G’向涡旋齿壁后减小的方向缩进预设距离，将第二内线段D’E’或第一外线段DE向涡旋齿壁后减小的方向缩进预设距离。这样，可以在静涡盘210的涡旋齿和动涡盘230的涡旋齿之间形成有效间隙，使得第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间形成间隙3，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间形成间隙4，第一内线段FG与第二外线段F’G’之间形成间隙1，第二内线段D’E’和第一外线段DE之间形成间隙2。

第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段之间的间隙3的尺寸在0.01到0.2mm的范围内，第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段之间的间隙4的尺寸在0.01到0.2mm的范围内。第一内线段FG与第二外线段F’G’之间的间隙1的尺寸在0.01到0.2mm的范围内，第二内线段D’E’与第一外线段DE之间的间隙2的尺寸在0.01到0.2mm的范围内。这样，各间隙尺寸在较小的范围内，从而可以既保证静涡盘210和动涡盘230之间能有效啮合，又能防止各间隙尺寸的宽度值过大导致的气体泄漏。

静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿均为等截面涡旋齿，第一中心头部段AB、第一内线段FG、第一外线段DE均为同一基圆渐开线，第二中心头部段A’B’、第二内线段D’E’、第二外线段F’G’均为同一基圆渐开线。第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段之间的间隙3的尺寸、第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段之间的间隙4的尺寸、第一内线段FG与第二外线段F’G’之间的间隙1的尺寸及第二内线段D’E’与第一外线段DE之间的间隙2的尺寸相等。这样，可以使得静涡盘210的涡旋齿型线是均匀的、等截面的，动涡盘230的涡旋齿型线是均匀的、等截面的，确保动涡盘230在绕静涡盘210运转时的稳定性，进一步避免静涡盘210和动涡盘230之间的干扰和磨损。

在一个实施例中，静涡盘210和动涡盘230的涡旋齿均为变截面涡旋齿，第一中心头部段AB、第一中心内圆弧段BC、第一内线段FG和第一外线段DE分别为不同半径的基圆的渐开线，第二中心头部段A’B’、第二中心内圆弧段B’C’、第二内线段D’E’和第二外线段F’G’分别为不同半径的基圆的渐开线。第一中心头部段AB与第二中心内圆弧段B’C’之间的间隙3的尺寸为第一预设值。第二中心头部段A’B’与第一中心内圆弧段BC之间的间隙4的尺寸为第二预设值。本实施例中，第一预设值和第二预设值相等。第一内线段FG与第二外线段F’G’之间的间隙1的尺寸从静涡盘210的头部至尾部的方向逐渐减小；第二内线段D’E’与第一外线段DE之间的间隙2的尺寸从静涡盘210的头部至尾部的方向逐渐减小。在吸气腔250打开吸气的过程中，中压腔270和排气腔290也开始压缩和排气，因此中压腔270中的气体压力较大。吸气腔250和与该吸气腔250相邻的中压腔270之间的动涡盘230的涡旋齿和静涡盘210的涡旋齿之间的间隙较小，即可以减少通过间隙1和间隙2从中压腔270泄露至吸气腔250中的气体，从而使得实际吸气量与设计值更加接近，使得压缩效果较好。

需要说明的是，静涡盘210的涡旋齿型线和动涡盘230的涡旋齿型线不局限于圆渐开线或变径基圆渐开线，也可以是其它型线，比如线段渐开线或组合型线等等。

请参照图5至图7，图5为本实施例的涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法示意图；图6为本实施例中应用图5的修正方法得到的静涡盘的涡旋齿型线的示意图；图7为本实施例中应用图5的修正方法得到的动涡盘的涡旋齿型线的示意图。需要说明的是，图6和图7中分别为涡旋压缩机的相互配合的一对静涡盘与动涡盘。

如图5所示，一种涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法，用于对待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线进行修正。该方法包括步骤S110，分别在待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线上选取待修正线段。

具体地，在待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线上同时选取相配合部分的待修正线段，以对待修正静涡盘和待修正动涡盘同时进行修正，得到修正后的静涡盘310和动涡盘320，使得静涡盘310和动涡盘320更好地配合。为便于比较，图6和图7中示出了各待修正线段。如图6所示，待修正静涡盘的涡旋齿型线的待修正线段以虚线示出，待修正静涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第一中心头部段H₁I₁、待修正第一内线段M₁N₁和待修正第一外线段K₁L₁，待修正第一内线段M₁N₁和待修正第一外线段K₁L₁均远离待修正静涡盘310的头部。如图7所示，待修正动涡盘的涡旋齿型线的待修正线段以虚线示出，待修正动涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第二中心头部段H₁’I₁’、待修正第二外线段K₁’L₁’和待修正第二外线段M₁’N₁’，待修正第二外线段K₁’L₁’和待修正第二外线段M₁’N₁’均远离待修正动涡盘320的头部。

需要说明的是，待修正动涡盘相对待修正静涡盘转动的过程中，待修正第一内线段M₁N₁和待修正第二外线段M₁’N₁’为理论上始终啮合的一对线段。待修正第一外线段K₁L₁和待修正第二外线段K₁’L₁’为理论上始终啮合的一对线段。另外，图6和图7中标示的小黑点为各线段对应的端点，并不是静涡盘310或动涡盘320上的部件。比如，第一中心头部段HI上的两个小黑点分别对应两个端点H和I。

可以理解的是，在其它实施例中，待修正线段的选取不局限于此，比如可以只选择待修正动涡盘的涡旋齿型线中的待修正线段进行修正，只要实现待修正静涡盘和待修正动涡盘相配合的涡旋齿型线之间的相对修正即可，这样，涡旋齿型线的修正简单易行。

步骤S130，在待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线的基础上，将各待修正线段向涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进各自的预设距离，分别得到静涡盘310的涡旋齿型线和动涡盘320的涡旋齿型线。

如图6所示，静涡盘310的涡旋齿型线包括：第一中心头部段HI、第一内线段MN和第一外线段KL，静涡盘310的涡旋齿型线还包括第一中心内圆弧段IJ。如图7所示，动涡盘320的涡旋齿型线包括：第二中心头部段H’I’、第二内线段M’N’和第二外线段K’L’，动涡盘320的涡旋齿型线还包括第二中心内圆弧段I’J’。

动涡盘320相对静涡盘310转动的过程中，第二中心头部段H’I’沿着静涡盘310的涡旋齿型线转动的部分内线段为第一中心内圆弧段IJ。即第二中心头部段H’I’与静涡盘310的涡旋齿型线理论上相啮合的线段为第一中心内圆弧段IJ。同理，动涡盘320相对静涡盘310转动的过程中，第一中心头部段HI沿着动涡盘320的涡旋齿型线转动的部分内线段为第二中心内圆弧段I’J’。即第一中心头部段HI与动涡盘320的涡旋齿型线理论上相啮合的线段为第二中心内圆弧段I’J’。

在第二中心头部段H’I’从脱离第一中心内圆弧段IJ的状态转动至第二中心头部段H’I’开始沿第一中心内圆弧段IJ转动的过程中，第一内线段MN与第二外线段K’L’之间形成间隙，第二内线段M’N’和第一外线段KL之间形成间隙，第一中心头部段HI与第二中心内圆弧段I’J’之间啮合，第二中心头部段H’I’与第一中心内圆弧段IJ之间啮合。在第二中心头部段H’I’沿第一中心内圆弧段IJ转动的过程中，第一中心头部段HI与第二中心内圆弧段I’J’之间形成间隙，第二中心头部段H’I’与第一中心内圆弧段IJ之间形成间隙，第一内线段MN与第二外线段K’L’之间啮合，第二内线段M’N’和第一外线段KL之间啮合。

因此，应用上述修正方法修正的静涡盘310和动涡盘320组成的涡旋压缩机运转时，能够保证所有吸入的气体全部被压缩及全部被排出，保证了涡旋压缩机的设计排量，使得涡旋压缩机的压缩效果较好。同时由于静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿之间设计了有效的间隙，使得动涡盘320在旋转时可以让位，避开加工偏差造成的静涡盘310或动涡盘320的涡旋齿壁上的凸出点，从而避免了因加工偏差造成的静涡盘310的涡旋齿和动涡盘320的涡旋齿之间的干涉和磨损，避免了由于干涉和磨损导致的功耗较高的问题，延长涡旋压缩机的使用寿命。另外，由于静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿之间设计了有效的间隙，还能够降低静涡盘310和动涡盘320的加工精度，使得加工容易。

各待修正线段向涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进的预设距离均在0.005mm到0.1mm的范围内。因此，静涡盘310和动涡盘320配合时，各间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内。这样，可以既保证静涡盘310和动涡盘320之间能有效啮合，又能防止各间隙尺寸的宽度值过大导致的气体泄漏。

待修正第一中心头部段H₁I₁缩进的预设距离、待修正第一内线段M₁N₁缩进的预设距离、待修正第一外线段K₁L₁缩进的预设距离、待修正第二中心头部段H₁’I₁’缩进的预设距离、待修正第二外线段K₁’L₁’缩进的预设距离及待修正第二外线段M₁’N₁’缩进的预设距离相等。修正后得到的静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿均为等截面涡旋齿，且修正后得到的静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿型线参数相同，相位差为180°。这样，静涡盘310和动涡盘320相配合时，各间隙的尺寸相等，可以使得静涡盘310的涡旋齿型线是均匀的，动涡盘320的涡旋齿型线是均匀的，确保动涡盘320在绕静涡盘310运转时的稳定性，进一步避免静涡盘310和动涡盘320之间的干扰和磨损。

在一个实施例中，待修正第一中心头部段H₁I₁缩进的预设距离为第一数值。待修正第二中心头部段H₁’I₁’缩进的预设距离为第二数值。即待修正第一中心头部段H₁I₁整条线段上的不同位置缩进的预设距离都为同一数值，待修正第二中心头部段H₁’I₁’上的不同位置缩进的预设距离都为同一数值。本实施例中，第一数值与第二数值相等。待修正第一外线段K₁L₁上从静涡盘310的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。待修正第一内线段M₁N₁上从静涡盘310的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。待修正第二外线段M₁’N₁’上从动涡盘320的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。待修正第二内线段K₁’L₁’上从动涡盘320的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。也就是说，待修正第一外线段K₁L₁上的不同位置缩进的预设距离为不同数值且为渐变式修正，待修正第一内线段M₁N₁上的不同位置缩进的预设距离为不同数值且为渐变式修正，待修正第二外线段M₁’N₁’上的不同位置缩进的预设距离为不同数值且为渐变式修正，待修正第二内线段K₁’L₁’上的不同位置缩进的预设距离为不同数值且为渐变式修正。修正后得到的静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿均为变截面涡旋齿，且修正后的静涡盘310和动涡盘320的涡旋齿型线参数相同，相位差为180°。在吸气腔打开吸气的过程中，中压腔和排气腔也开始压缩和排气，因此中压腔中的气体压力较大。吸气腔和与该吸气腔相邻的中压腔之间的动涡盘320的涡旋齿和静涡盘310的涡旋齿之间的间隙较小，即可以减少通过间隙和间隙从中压腔泄露至吸气腔中的气体，从而使得实际吸气量与设计值更加接近，使得压缩效果较好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种涡旋压缩机，其特征在于，包括静涡盘和动涡盘，所述静涡盘和所述动涡盘配合在一起，所述动涡盘相对所述静涡盘公转，所述动涡盘的涡旋齿和所述静涡盘的涡旋齿从尾部至头部方向配合形成吸气腔、中压腔和排气腔；所述静涡盘的涡旋齿型线包括第一中心头部段、第一中心内圆弧段、第一内线段和第一外线段，所述第一内线段和所述第一外线段均远离所述静涡盘的头部；所述动涡盘的涡旋齿型线包括第二中心头部段、第二中心内圆弧段、第二内线段和第二外线段，所述第二内线段和所述第二外线段均远离所述动涡盘的头部；

在所述第二中心头部段从脱离所述第一中心内圆弧段的状态转动至所述第二中心头部段开始沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一内线段与所述第二外线段之间形成间隙，所述第二内线段和所述第一外线段之间形成间隙，所述排气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿啮合；

在所述第二中心头部段沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间形成间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间形成间隙，所述吸气腔和所述中压腔之间的所述静涡盘的涡旋齿和所述动涡盘的涡旋齿啮合。

2.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内，所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸在0.01到0.2mm的范围内。

3.根据权利要求2所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述静涡盘和所述动涡盘的涡旋齿均为等截面涡旋齿；所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸、所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸、所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸及所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸相等。

4.根据权利要求3所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一中心头部段、所述第一中心内圆弧段、所述第一内线段、所述第一外线段均为同一基圆渐开线，所述第二中心头部段、所述第二中心内圆弧段、所述第二内线段、所述第二外线段均为同一基圆渐开线。

5.根据权利要求1所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述静涡盘和所述动涡盘的涡旋齿均为变截面涡旋齿；所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间的间隙尺寸为第一预设值；所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间的间隙尺寸为第二预设值；所述第一内线段与所述第二外线段之间的间隙尺寸从所述静涡盘的头部至尾部的方向逐渐减小；所述第二内线段与所述第一外线段之间的间隙尺寸从所述静涡盘的头部至尾部的方向逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的涡旋压缩机，其特征在于，所述第一中心头部段、所述第一中心内圆弧段、所述第一内线段和所述第一外线段分别为不同半径的基圆渐开线，所述第二中心头部段、所述第二中心内圆弧段、所述第二内线段和所述第二外线段分别为不同半径的基圆渐开线。

7.一种涡旋压缩机的涡旋齿型线的修正方法，用于对待修正静涡盘和待修正动涡盘的涡旋齿型线进行修正，其特征在于，包括：

分别在所述待修正静涡盘和所述待修正动涡盘的涡旋齿型线上选取待修正线段；其中，所述待修正静涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第一中心头部段、待修正第一内线段和待修正第一外线段，所述待修正第一内线段和所述待修正第一外线段均远离所述待修正静涡盘的头部，所述待修正动涡盘的涡旋齿型线的待修正线段包括：待修正第二中心头部段、待修正第二内线段和待修正第二外线段，所述待修正第二内线段和所述待修正第二外线段均远离所述待修正动涡盘的头部；

在所述待修正静涡盘和所述待修正动涡盘的涡旋齿型线的基础上，将各所述待修正线段向所述涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进各自的预设距离，分别得到静涡盘的涡旋齿型线和动涡盘的涡旋齿型线；其中，所述静涡盘的涡旋齿型线包括：第一中心头部段、第一内线段和第一外线段，所述静涡盘的涡旋齿型线还包括第一中心内圆弧段，所述动涡盘的涡旋齿型线包括：第二中心头部段、第二内线段和第二外线段，所述动涡盘的涡旋齿型线还包括第二中心内圆弧段；在所述第二中心头部段从脱离所述第一中心内圆弧段的状态转动至所述第二中心头部段开始沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一内线段与所述第二外线段之间形成间隙，所述第二内线段和所述第一外线段之间形成间隙，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间啮合，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间啮合；在所述第二中心头部段沿所述第一中心内圆弧段转动的过程中，所述第一中心头部段与所述第二中心内圆弧段之间形成间隙，所述第二中心头部段与所述第一中心内圆弧段之间形成间隙，所述第一内线段与所述第二外线段之间啮合，所述第二内线段和所述第一外线段之间啮合。

8.根据权利要求7所述的修正方法，其特征在于，各所述待修正线段向所述涡旋齿壁厚减小的方向分别缩进的预设距离均在0.005mm到0.1mm的范围内。

9.根据权利要求8所述的修正方法，其特征在于，所述待修正第一中心头部段缩进的预设距离、所述待修正第一内线段缩进的预设距离、所述待修正第一外线段缩进的预设距离、所述待修正第二中心头部段缩进的预设距离、所述待修正第二内线段缩进的预设距离及所述待修正第二外线段缩进的预设距离相等。

10.根据权利要求8所述的修正方法，其特征在于，所述待修正第一中心头部段缩进的预设距离为第一数值；所述待修正第二中心头部段缩进的预设距离为第二数值；所述待修正第一外线段上从静涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第一内线段上从静涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第二外线段上从动涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小；所述待修正第二内线段上从动涡盘的头部至尾部的方向的不同位置缩进的预设距离逐渐减小。