RU2565342C1 - Oil-free spiral machine - Google Patents
Oil-free spiral machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565342C1 RU2565342C1 RU2014146836/06A RU2014146836A RU2565342C1 RU 2565342 C1 RU2565342 C1 RU 2565342C1 RU 2014146836/06 A RU2014146836/06 A RU 2014146836/06A RU 2014146836 A RU2014146836 A RU 2014146836A RU 2565342 C1 RU2565342 C1 RU 2565342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spiral
- involute
- spirals
- fixed
- movable
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области вакуумного машиностроения и компрессоростроения и может быть использовано в спиральных вакуумных насосах, воздушных и холодильных компрессорных машинах.The invention relates to the field of vacuum engineering and compressor engineering and can be used in spiral vacuum pumps, air and refrigeration compressor machines.
Одной из задач при проектировании спиральных машин является снижение остаточного давления, что может быть достигнуто увеличением продолжительности сжатия.One of the tasks in the design of spiral machines is to reduce the residual pressure, which can be achieved by increasing the duration of compression.
Известен спиральный компрессор, содержащий пару неподвижных спиральных элементов с выступающими из них спиралями, с отверстием всасывания на периферии в одном из них и выхлопным отверстием ближе к центру и подвижный спиральный элемент с выступающими с обеих сторон спиралями, совершающий орбитальное движение. В сборе спиральные элементы образуют рабочие камеры. Воздух всасывается через отверстие всасывания, попадает в рабочие камеры, которые по мере движения к центру уменьшают свой объем и выпускается через выхлопное отверстие в центре. Вал, приводящий в движение подвижную спираль, проходит насквозь через подвижный спиральный элемент (патент DE 3538522, F01C 17/06, F04C 18/02, 1986).A scroll compressor is known, comprising a pair of fixed scroll elements with spirals protruding from them, with a suction hole at the periphery in one of them and an exhaust hole closer to the center, and a movable scroll element with spirals protruding from both sides, making orbital movement. Assembled spiral elements form the working chambers. Air is sucked in through the suction port, enters the working chambers, which, as they move toward the center, reduce their volume and are discharged through the exhaust port in the center. The shaft driving the movable scroll passes through the movable scroll element (patent DE 3538522, F01C 17/06, F04C 18/02, 1986).
Известна спиральная машина с двухсторонним подвижным спиральным элементом, в которой вал проходит через концевой участок подвижного спирального элемента (патент US 5145344, F01C 1/02, F01C 19/08, 1992).A known spiral machine with a two-sided movable spiral element, in which the shaft passes through the end portion of the movable spiral element (patent US 5145344, F01C 1/02, F01C 19/08, 1992).
Недостатком известных конструкций является невозможность увеличения продолжительности сжатия и, как следствие, уменьшения обратных перетеканий, повышения степени сжатия и снижения остаточного давления, без изменения габаритов спиральных элементов или размеров вала.A disadvantage of the known structures is the impossibility of increasing the duration of compression and, as a consequence, reducing the backflow, increasing the degree of compression and reducing the residual pressure, without changing the dimensions of the spiral elements or the dimensions of the shaft.
Известна безмасляная спиральная машина, содержащая установленные на вращающемся валу подвижный спиральный элемент с двумя эвольвентными спиралями, выступающими по разные стороны из основания перпендикулярно ему, образующими с каждой из сторон эвольвентную расточку, и выполненный с возможностью орбитального движения; пару неподвижных спиральных элементов, каждый из которых имеет спираль, выступающую из основания и сопряженную с соответствующей спиралью подвижного спирального элемента, причем эвольвентные расточки подвижного спирального элемента в сборе со спиралями неподвижных спиральных элементов образуют рабочие камеры; в концевом участке спирали подвижного спирального элемента выполнено сквозное отверстие, в основании одного из неподвижных спиральных элементов выполнено выхлопное отверстие, которое соединяется со сквозным отверстием при помощи канала; на торцевой поверхности эвольвентных спиралей подвижного и неподвижных спиральных элементов имеется прямоугольная канавка с уплотнителем, огибающая вал и концевой участок спирали подвижного спирального элемента (патент US №5258046, F01C 19/08, F01C 1/02, 1993).An oil-free spiral machine is known comprising a movable spiral element mounted on a rotating shaft with two involute spirals protruding on opposite sides of the base perpendicular to it, forming an involute bore on each side, and configured to orbitally; a pair of fixed spiral elements, each of which has a spiral protruding from the base and paired with a corresponding spiral of the moving spiral element, the involute bores of the moving spiral element assembled with the spirals of the fixed spiral elements forming working chambers; a through hole is made in the end portion of the spiral of the movable spiral element, an exhaust hole is made at the base of one of the fixed spiral elements, which is connected to the through hole through a channel; on the end surface of the involute spirals of the movable and fixed spiral elements there is a rectangular groove with a sealant that envelopes the shaft and the end portion of the spiral of the movable spiral element (US patent No. 5258046, F01C 19/08, F01C 1/02, 1993).
Последнее изобретение выбрано в качестве прототипа.The latter invention is selected as a prototype.
Недостатком данной конструкции является невозможность увеличения продолжительности сжатия без уменьшения размеров вала, что приведет к снижению его прочности, а следовательно, снижению надежности машины.The disadvantage of this design is the inability to increase the duration of compression without reducing the size of the shaft, which will lead to a decrease in its strength, and therefore, a decrease in the reliability of the machine.
Задачей изобретения является увеличение продолжительности сжатия при сохранении надежности машины.The objective of the invention is to increase the duration of compression while maintaining the reliability of the machine.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в безмасляной спиральной машине, содержащей установленные на вращающемся валу подвижный спиральный элемент с двумя эвольвентными спиралями, выступающими по разные стороны из основания перпендикулярно ему, образующими с каждой из сторон эвольвентную расточку, и выполненный с возможностью орбитального движения;The solution to this problem is achieved in that in an oil-free spiral machine containing a movable spiral element mounted on a rotating shaft with two involute spirals protruding on opposite sides from the base perpendicular to it, forming an involute bore on each side, and made with the possibility of orbital movement;
пару неподвижных спиральных элементов, каждый из которых имеет спираль, выступающую из основания и сопряженную с соответствующей спиралью подвижного спирального элемента, эвольвентные расточки подвижного спирального элемента в сборе со спиралями неподвижных спиральных элементов образуют рабочие камеры;a pair of fixed spiral elements, each of which has a spiral protruding from the base and paired with the corresponding spiral of the moving spiral element, the involute bores of the moving spiral element assembled with the spirals of the fixed spiral elements form working chambers;
в концевом участке спирали одного из неподвижных спиральных элементов выполнено выхлопное отверстие, в подвижном спиральном элементе выполнено сквозное отверстие, соединяющее одну из расточек через канал с выхлопным отверстием;an exhaust hole is made in the end portion of the spiral of one of the fixed spiral elements, a through hole is made in the movable spiral element connecting one of the bores through the channel to the exhaust hole;
на торцевой поверхности каждой спирали имеется прямоугольная канавка с уплотнителем, огибающая вал и концевой участок спирали подвижного спирального элемента, согласно изобретениюon the end surface of each spiral there is a rectangular groove with a sealant, the envelope of the shaft and the end section of the spiral of the movable spiral element according to the invention
контур сечения концевого участка спирали неподвижного спирального элемента выполнен совокупностью двух дуг окружностей, соединяющих внешнюю и внутреннюю эвольвенты, причем выпуклая дуга, касательная к внешней эвольвенте в точке соединения с ней, имеет радиус равный 0,1÷0,4 от толщины основной части спирали, а вогнутая дуга, касательная к выпуклой дуге и внутренней эвольвенте в точках соединения с ними, имеет угловую длину 90÷180°.the contour of the section of the end portion of the spiral of the fixed spiral element is made by a combination of two arcs of circles connecting the external and internal involutes, the convex arc tangent to the external involute at the point of connection with it has a radius equal to 0.1 ÷ 0.4 of the thickness of the main part of the spiral, and the concave arc tangent to the convex arc and the internal involute at the points of connection with them has an angular length of 90–180 °.
Решение задачи обеспечивает увеличение продолжительности сжатия при сохранении надежности машины.The solution to the problem provides an increase in the duration of compression while maintaining the reliability of the machine.
Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
на фиг. 1 представлена схема предлагаемой спиральной машины;in FIG. 1 presents a diagram of the proposed spiral machine;
на фиг. 2 показан разрез А-А предлагаемой спиральной машины;in FIG. 2 shows a section AA of the proposed spiral machine;
на фиг. 3 показана геометрия концевого участка неподвижного спирального элемента предлагаемой спиральной машины, где О - центр спирали;in FIG. 3 shows the geometry of the end portion of the fixed spiral element of the proposed spiral machine, where O is the center of the spiral;
на фиг. 4 показан график зависимости увеличения продолжительности сжатия ΔСЖ по сравнению с прототипом от угловой длины вогнутой дуги L при различных отношениях радиуса выпуклой дуги rK к толщине основной части спирали d.in FIG. 4 shows a graph of the dependence of the increase in the duration of compression Δ SJ compared with the prototype on the angular length of the concave arc L for various ratios of the radius of the convex arc r K to the thickness of the main part of the spiral d.
Предлагаемая безмасляная спиральная машина содержит (фиг. 1) установленные на вращающемся валу 1 подвижный спиральный элемент 2 с двумя эвольвентными спиралями 3, выступающими по разные стороны из основания 4 перпендикулярно ему, пару неподвижных спиральных элементов 5 и 6, каждый из которых имеет спираль, выступающую из основания и сопряженную с соответствующей спиралью подвижного спирального элемента 7. Эвольвентные расточки подвижного спирального элемента 2 в сборе со спиралями 7 неподвижных спиральных элементов 5 и 6 образуют рабочие камеры 8. В концевом участке неподвижного спирального элемента 5 выполнено выхлопное отверстие 9, в подвижном спиральном элементе 2 выполнено сквозное отверстие 10, соединяющее одну из эвольвентных расточек 4 через канал 11 (фиг. 2) с выхлопным отверстием 9, на торцевой поверхности каждой спирали имеется прямоугольная канавка 12 с уплотнителем 13. В одной из частей корпуса со стороны подвижного спирального элемента 2 установлено противоповоротное устройство 14 для предотвращения поворота подвижного спирального элемента 2 относительно его геометрической оси. В верхней части корпуса в секторе между концами спиралей расположен всасывающий патрубок 15.The proposed oil-free spiral machine contains (Fig. 1) mounted on a rotating
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
В прототипе эвольвентные спирали имеют одинаковую толщину по всей длине с контуром сечения концевого участка, ограниченным выпуклой дугой окружности с радиусом равным 0,5 от толщины основной части спирали. Увеличение продолжительности сжатия в прототипе возможно либо за счет увеличения габаритов машины, либо за счет уменьшения диаметра вала, что приведет к снижению его прочности, и, следовательно, снижению надежности.In the prototype, involute spirals have the same thickness along the entire length with the contour of the section of the end portion bounded by a convex circular arc with a radius equal to 0.5 of the thickness of the main part of the spiral. The increase in the duration of compression in the prototype is possible either by increasing the dimensions of the machine, or by reducing the diameter of the shaft, which will lead to a decrease in its strength, and, consequently, to a decrease in reliability.
В предлагаемой спиральной машине (фиг. 3) контур сечения концевого участка спирали неподвижного спирального элемента образован совокупностью двух дуг окружностей, соединяющих внешнюю 16 и внутреннюю 17 эвольвенты, причем выпуклая дуга ВС, касательная к внешней эвольвенте 16 в точке соединения с ней (точка В), имеет радиус rK равный 0,1÷0,4 от толщины основной части спирали d, а вогнутая дуга CD, касательная к выпуклой дуге ВС и внутренней эвольвенте 17 в точках соединения с ними (точки С и D), имеет угловую длину L 90÷180°. За счет этого концевой участок в предлагаемой машине может быть продлен к центру спирали О без изменения размеров вала. В результате происходит увеличение продолжительности сжатия, что ведет к снижению остаточного давления, при сохранении надежности машины.In the proposed spiral machine (Fig. 3), the contour of the end section of the spiral portion of the fixed spiral element is formed by a combination of two arcs of circles connecting the external 16 and internal 17 involutes, with a convex arc BC tangent to the
Если радиус выпуклой дуги rK больше 0,4 от толщины основной части спирали, не происходит значимого увеличения продолжительности сжатия. Если радиус выпуклой дуги rK меньше 0,1 от толщины основной части спирали, происходит снижение механической прочности этого участка, и увеличиваются перетекания через него.If the radius of the convex arc r K is greater than 0.4 of the thickness of the main part of the spiral, there is no significant increase in the duration of compression. If the radius of the convex arc r K is less than 0.1 of the thickness of the main part of the spiral, the mechanical strength of this section decreases and the overflow through it increases.
Угловая длина вогнутой дуги L составляет от 90 до 180 градусов. При данной угловой длине достигается максимальный выигрыш в продолжительности сжатия по сравнению с прототипом.The angular length of the concave arc L is from 90 to 180 degrees. With this angular length, the maximum gain in the duration of compression is achieved in comparison with the prototype.
Контур сечения концевого участка спирали подвижного спирального элемента определяется из условия сопряжения подвижной и неподвижной спиралей.The contour of the cross section of the end portion of the spiral of the movable spiral element is determined from the condition of pairing the movable and fixed spirals.
На фиг. 4 представлена зависимость увеличения продолжительности сжатия ΔСЖ по сравнению с прототипом от угловой длины вогнутой дуги L при различных отношениях радиуса выпуклой дуги rK к толщине основной части спирали d.In FIG. 4 shows the dependence of the increase in the duration of compression Δ SJ compared with the prototype on the angular length of the concave arc L for various ratios of the radius of the convex arc r K to the thickness of the main part of the spiral d.
График наглядно показывает, что в предлагаемой спиральной машине по сравнению с прототипом максимальный выигрыш в продолжительности сжатия происходит при любом радиусе выпуклой дуги в переделах 0,1÷0,4 от толщины основной части спирали и угловой длине вогнутой дуги 90÷180°.The graph clearly shows that in the proposed spiral machine, in comparison with the prototype, the maximum gain in compression duration occurs for any radius of the convex arc in the range of 0.1 ÷ 0.4 of the thickness of the main part of the spiral and the angular length of the concave arc of 90 ÷ 180 °.
Предлагаемая спиральная машина работает следующим образом. Всасывание осуществляется через всасывающий патрубок 15. При орбитальном движении подвижного спирального элемента 2 относительно неподвижных спиральных элементов 5 и 6 между спиралями образуются две рабочие камеры 8. Сжатие и перемещение газа со стороны всасывания в сторону нагнетания происходит благодаря уменьшению объемов рабочих камер. В определенный момент происходит объединение рабочих камер друг с другом и вытеснение сжимаемой среды через выхлопное отверстие 9. Причем перепуск газа в выхлопное отверстие из рабочих камер, непосредственно не соединенных с ним, осуществляется через сквозное отверстие 10.The proposed spiral machine operates as follows. The suction is carried out through the
Таким образом, конструкция предложенной безмасляной спиральной машины позволяет увеличить продолжительность сжатия, что уменьшит перетекания и, как следствие, снизит остаточное давление, при сохранении надежности машины.Thus, the design of the proposed oil-free spiral machine allows you to increase the duration of compression, which will reduce overflow and, as a result, reduce the residual pressure, while maintaining the reliability of the machine.
Claims (1)
пару неподвижных спиральных элементов, каждый из которых имеет спираль, выступающую из основания и сопряженную с соответствующей спиралью подвижного спирального элемента, эвольвентные расточки подвижного спирального элемента в сборе со спиралями неподвижных спиральных элементов образуют рабочие камеры;
в концевом участке спирали одного из неподвижных спиральных элементов выполнено выхлопное отверстие, в подвижном спиральном элементе выполнено сквозное отверстие, соединяющее одну из расточек через канал с выхлопным отверстием;
на торцевой поверхности каждой спирали имеется прямоугольная канавка с уплотнителем, огибающая вал и концевой участок спирали подвижного спирального элемента, отличающаяся тем, что
контур сечения концевого участка спирали неподвижного спирального элемента выполнен совокупностью двух дуг окружностей, соединяющих внешнюю и внутреннюю эвольвенты, причем выпуклая дуга, касательная к внешней эвольвенте в точке соединения с ней, имеет радиус, равный 0,1÷0,4 от толщины основной части спирали, а вогнутая дуга, касательная к выпуклой дуге и внутренней эвольвенте в точках соединения с ними, имеет угловую длину 90÷180°. An oil-free spiral machine containing a movable spiral element mounted on a rotating shaft, made with the possibility of orbital movement, with two involute spirals protruding on opposite sides from the base perpendicular to it, forming an involute bore on each side;
a pair of fixed spiral elements, each of which has a spiral protruding from the base and paired with the corresponding spiral of the moving spiral element, the involute bores of the moving spiral element assembled with the spirals of the fixed spiral elements form working chambers;
an exhaust hole is made in the end portion of the spiral of one of the fixed spiral elements, a through hole is made in the movable spiral element connecting one of the bores through the channel to the exhaust hole;
on the end surface of each spiral there is a rectangular groove with a sealant that envelopes the shaft and the end section of the spiral of the movable spiral element, characterized in that
the contour of the section of the end portion of the spiral of the fixed spiral element is made by a combination of two arcs of circles connecting the external and internal involutes, the convex arc tangent to the external involute at the point of connection with it has a radius equal to 0.1 ÷ 0.4 of the thickness of the main part of the spiral and the concave arc tangent to the convex arc and the internal involute at the points of connection with them has an angular length of 90–180 ° .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146836/06A RU2565342C1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Oil-free spiral machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014146836/06A RU2565342C1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Oil-free spiral machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2565342C1 true RU2565342C1 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=54327161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014146836/06A RU2565342C1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | Oil-free spiral machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2565342C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187390A (en) * | 1988-01-19 | 1989-07-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Scroll compressor |
| US5258046A (en) * | 1991-02-13 | 1993-11-02 | Iwata Air Compressor Mfg. Co., Ltd. | Scroll-type fluid machinery with seals for the discharge port and wraps |
| US5427513A (en) * | 1992-12-03 | 1995-06-27 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll type compressor having a displaced discharge port |
| US5513967A (en) * | 1993-07-16 | 1996-05-07 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Method of determining the shape of spiral elements for scroll type compressor |
| RU142239U1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | SPIRAL MACHINE |
-
2014
- 2014-11-20 RU RU2014146836/06A patent/RU2565342C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187390A (en) * | 1988-01-19 | 1989-07-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Scroll compressor |
| US5258046A (en) * | 1991-02-13 | 1993-11-02 | Iwata Air Compressor Mfg. Co., Ltd. | Scroll-type fluid machinery with seals for the discharge port and wraps |
| US5427513A (en) * | 1992-12-03 | 1995-06-27 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll type compressor having a displaced discharge port |
| US5513967A (en) * | 1993-07-16 | 1996-05-07 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Method of determining the shape of spiral elements for scroll type compressor |
| RU142239U1 (en) * | 2013-07-23 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | SPIRAL MACHINE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11022120B2 (en) | Scroll compressor with first and second compression chambers having first and second discharge start points | |
| JP5233921B2 (en) | Rotary compressor | |
| KR102051095B1 (en) | Scroll compressor | |
| CN101449061A (en) | Scroll compressor | |
| KR101368396B1 (en) | Scroll compressor | |
| US11448215B2 (en) | Hermetic compressor | |
| KR20140136795A (en) | Scroll compressor | |
| KR100371171B1 (en) | Radial adaptation structure for scroll compressor | |
| KR101371034B1 (en) | Scroll compressor | |
| US9879679B2 (en) | Scroll compressor | |
| KR890000130B1 (en) | Scroll fluid apparatus handling compressible fluid | |
| JP2010007550A (en) | Scroll fluid machine | |
| RU2565342C1 (en) | Oil-free spiral machine | |
| RU2730769C1 (en) | Double rotor machine | |
| CN109416045B (en) | Rotary compressor device | |
| KR20090012618A (en) | Scroll compressor | |
| US11326602B2 (en) | Scroll compressor including end-plate side stepped portions of each of the scrolls corresponding to wall-portion side stepped portions of each of the scrolls | |
| US11339786B2 (en) | Scroll compressor with circular surface terminations | |
| KR20150081142A (en) | A rotary compressor | |
| US20120244026A1 (en) | Counterweight incorporated into slider block for scroll compressor | |
| RU2565344C1 (en) | Oil-free spiral machine | |
| US20060083648A1 (en) | Scroll compressor | |
| KR20040036973A (en) | Apparatus for reducing face pressor of enclossed compressor | |
| KR100524794B1 (en) | Refrigerants suction structure for enclossed compressor | |
| KR100393565B1 (en) | Asymmetric scroll compressor |