CN116608129B - 一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于公开了一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构。包括星轮，星轮内部开设多个喷气槽道，槽道入口开设在所述星轮上表面，槽道出口开设在所述星轮侧面。螺杆带动星轮运转时，工作容积内的气体不断被压缩，将工作容积内的高压气体通过槽道引入星轮齿内，再从星轮齿的侧面的多个槽道口增速喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。本发明无需额外喷液，能够实现螺杆‑星轮的无接触传动，避免星轮磨损。
Description
技术领域
本发明属于动力机械领域，特别涉及到一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构。
背景技术
单螺杆压缩机的主要零件有螺杆、星轮和机壳，CP型单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个中心对称布置的平面星轮组成啮合副，装在机壳内构成。运行时通过螺杆的转动带动星轮转动，实现单螺杆压缩机的吸气、压缩和排气过程。
螺杆与星轮之间的相对运动主要为滑移，因此星轮磨损较快，运行不久气量就会下降。所以单螺杆压缩机的螺杆-星轮啮合副之间必须具有良好的润滑。对于无油单螺杆压缩机，目前市场上常为喷液润滑，需要从机壳引入润滑液，在某些场合，如水蒸气压缩机中，喷液（喷水）可能会造成排气参数的降低，另外喷液润滑容易产生汽蚀。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术问题，提供了一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，能够实现螺杆-星轮的无接触传动。
本发明所采用的技术方案为：一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构。包括星轮，星轮内部开设多个气流槽道，槽道入口开设在所述星轮上表面，槽道出口开设在所述星轮侧面。螺杆带动星轮运转时，工作容积内的气体不断被压缩，将工作容积内的高压气体通过气流槽道引入星轮齿内，再从星轮齿的侧面多个气流槽道口增速喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。
方案1：所述气流槽道入口开设在所述星轮前一个齿上表面，槽道出口开设在所述星轮后一个齿的侧面，运行时前一个基元容积内的高压气体从槽道入口通入气流槽道，通过气流槽道引流，最后从后一个星轮齿侧面的多个气流槽道出口喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。
作为优选，所述槽道出口开设在星轮侧面的接触线上方。
作为优选，每组所述气流槽道对应的出口开设在星轮齿的两侧不通高度处。
作为优选，所述气流槽道中设有特斯拉阀，防止气体逆流。
作为优选，所述槽道出口之前设有渐缩喷管，提高喷出气流速度。
方案2：所述气流槽道入口开设在所述星轮齿上表面，气流槽道出口开设在同一个齿的侧面，运行时该齿对应基元容积内的高压气体从气流槽道入口通入气流槽道，通过气流槽道引流，最后从星轮齿侧面的多个气流槽道出口喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。
作为优选，所述槽道出口开设在星轮侧面接触线下方。
作为优选，每组气流槽道对应的出口开设在星轮齿的两侧不通高度处。
作为优选，每组所述气流槽道内每个气流槽道的角度不同，该角度由每个气流槽道对应出口位置及气流槽道尺寸决定。
作为优选，所述槽道出口之前设有渐缩喷管，提高喷出气流速度。
附图说明
图1是本发明螺杆、星轮和机壳装配局部图
图2是本发明实施例1的星轮
图3是本发明实施例1的星轮内部气流槽道剖视图
图4是本发明实施例1星轮内部气流槽道设置的特斯拉阀结构
图5是本发明实施例2的星轮
图6是本发明实施例2的星轮内部气流槽道剖视图
图7是本发明实施例2中气流槽道设计示意图
附图中：1-星轮；2-螺杆；3-压缩腔壁；4-槽道入口；5-槽道出口；6-气流槽道；601-特斯拉阀结构。
具体实施方式
下面结合附图1-图7对本发明实施例作进一步详细描述。
实施例一
如图1所示，为本实施例中星轮1和螺杆2啮合图，3为压缩腔壁面，基元容积由螺杆2齿槽、压缩腔壁3及星轮1的齿围成，当螺杆与星轮按照固定转速比运动时，基元容积作周期性地扩大与缩小，实现压缩气体的基本过程。星轮1逆时针旋转，当某个星轮齿离开压缩腔壁3后，与吸气压力联通。
如图2，图3所示，本实施例在星轮1内部开设多组气流槽道6，槽道入口4开设在所述星轮1上表面，槽道出口5开设在所述星轮1两侧。所述每组槽道入口4开设在所述星轮1前一个齿上表面，槽道出口5开设在所述星轮1后一个齿的侧面接触线之上。槽道入口4处于前一个基元容积对应的压力之下，槽道出口5处于后一个基元容积对应的压力之下，这两个基元容积内的气体压差为喷气提供动力，运行时前一个基元容积内的高压气体从槽道入口4通入气流槽道6，通过气流槽道6引流，最后从后一个星轮齿的侧面多个槽道出口5喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。
如图2所示，本实施例每组气流槽道6的槽道出口5分布在齿两侧不同高度处，使星轮齿的侧面能产生均匀的气体推动力。
如图2所示，本实施例在槽道出口5之前设有渐缩喷管，提高喷出气流速度。
如图3，图4所示，本实施例在气流槽道6中设有特斯拉阀结构601，保证星轮齿在旋转离开压缩腔壁后，压缩腔的气体不会通过气流槽道6逆流泄露到吸气空间。
实施例二
如图5，图6所示，本实施例在星轮1内部开设多组气流槽道6，槽道入口4开设在所述星轮上表面，槽道出口5开设在所述星轮1两侧。所述槽道入口4开设在所述星轮齿上表面，槽道出口5开设在同一个星轮齿的侧面接触线之下，槽道入口4处于该基元容积对应的压力之下，槽道出口5处于吸气压力之下，对应压差为喷气提供动力。运行时该齿对应基元容积内的高压气体从槽道入口4通入气流槽道6，通过气流槽道6引流，最后从星轮齿的侧面多个槽道出口5喷出，在对应螺槽表面形成气体推动力推动星轮。
如图5所示，本实施例每组槽道的槽道出口5分布在齿两侧不同高度处，使星轮1齿侧面能产生均匀的气体推动力。
如图6所示，本实施例在槽道出口5之前设有渐缩喷管，提高喷出气流速度。
如图6所示，本实施例中，气流槽道6内每个槽道的角度不同，该角度由每个槽道对应出口位置以及槽道尺寸决定，槽道角度需保证该槽道对应进口和出口同时离开压缩腔壁，以此来避免逆流泄露。
如图7所示，对一个槽道的角度进行计算说明，将该槽道的入口和出口投影到星轮上表面。
图中:
L-槽道出入口在星轮上表面的投影距离
β-槽道出入口与星轮中心连线的夹角
αi-槽道入口转到压缩腔壁时的旋转角度
αo-槽道出口转到压缩腔壁时的旋转角度
Lo-槽道出口的位置参数
θ-槽道出口的角度参数
γ-槽道出口转到压缩腔壁时的角度参数
h-齿根圆半径
要保证进口和出口同时离开压缩腔壁，需要满足：
αi=αo
当槽道出口确定后，Lo，θ确定
αo=a tan（h/ Lo）-θ
γ=90°-θ-αo
Lo·tanβ=L·tan（β+γ）
由上式可见，确定槽道长度L，即可确定出入口夹角β。
Claims (9)
1.一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：包括内部开设有多组气流槽道（6）的星轮（1），所述气流槽道（6）的槽道入口（4）开设在所述星轮（1）前一个齿上表面，所述气流槽道（6）的槽道出口（5）开设在所述星轮（1）后一个齿的侧面。
2.根据权利要求书1所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：所述槽道出口（5）开设在星轮（1）侧面的接触线上方。
3.根据权利要求书1所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：每组所述槽道出口（5）开设在星轮（1）齿两侧不同高度处。
4.根据权利要求1所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：所述气流槽道（6）中设有特斯拉阀结构（601）。
5.一种单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：包括内部开设有多组气流槽道（6）的星轮（1），所述气流槽道（6）的槽道入口（4）开设在所述星轮的齿上表面，槽道出口（5）开设在同一个齿的侧面。
6.根据权利要求5所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：所述槽道出口（5）开设在星轮（1）侧面的接触线下方。
7.根据权利要求5所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：每组所述槽道出口（5）开设在星轮（1）齿两侧不同高度处。
8.根据权利要求5所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：一组所述气流槽道（6）内每个槽道的角度不同。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的单螺杆压缩机啮合副的喷气结构，其特征在于：所述槽道出口（5）之前设有渐缩喷管。
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