[發(fā)明專利]一種應用于水蒸氣雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒形及其形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111038163.5
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113915126B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 胡斌;王如竹
• 申請（專利權(quán)）人: 上海諾通新能源科技有限公司
• 主分類號: F04C18/16
• 分類號: F04C18/16
• 代理公司: 上海熠澗知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31442
• 代理人: 林高鋒

本發(fā)明涉及一種應用于水蒸氣雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒形，所述陰轉(zhuǎn)子和所述陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比為7/5，所述陽轉(zhuǎn)子的齒形由拋物線、第一圓弧、第二圓弧以及第一圓弧共軛曲線光滑連接而成所述陰轉(zhuǎn)子的齒形由拋物共軛曲線、第二圓弧共軛曲線、第三圓弧共軛曲線以及第三圓弧光滑連接而成。本申請還涉及如上所述的轉(zhuǎn)子齒形的形成方法。本文所述的轉(zhuǎn)子齒形具有泄漏小、容積效率高且易于加工的特點。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及能源與動力技術(shù)領域，具體涉及一種應用于水蒸氣雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒形。

背景技術(shù)

隨著制冷劑替代進程的推進，環(huán)保制冷工質(zhì)水在熱泵領域的應用持續(xù)受到關注。水蒸氣壓縮制冷循環(huán)或熱泵循環(huán)，無論是開式系統(tǒng)還是閉式系統(tǒng)，都需要對水蒸氣進行加壓。容積式壓縮機是水蒸氣壓縮的一個重要方式，而雙螺桿壓縮機由于其結(jié)構(gòu)簡單、耐液擊、適應性好等優(yōu)勢，在水蒸氣壓縮中也發(fā)揮著重要作用。

水蒸氣壓縮過程要求容積腔中嚴格無油，壓縮過程較大的溫差需要壓縮機設置合理間隙。與此同時，壓縮機排氣壓力較高導致壓縮機泄漏嚴重，從而使得水蒸氣壓縮機運行過程容積效率較低。

此外，雙螺桿壓縮機是通過其內(nèi)的陽轉(zhuǎn)子與陰轉(zhuǎn)子等螺旋轉(zhuǎn)子相互嚙合轉(zhuǎn)動以決定進氣或進料壓力與出氣壓力，而螺桿轉(zhuǎn)子齒形的發(fā)展是推動雙螺桿壓縮機改善性能，拓寬應用領域的主要動力。轉(zhuǎn)子型線一般由多段齒曲線首尾連接而成。現(xiàn)代轉(zhuǎn)子齒形的設計大多避免采用點、直線和擺線，而采用圓弧、橢圓等二次曲線及其包絡線，使轉(zhuǎn)子實現(xiàn)曲面對曲面的密封，在不同工況下采用不同的陰陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)比。現(xiàn)有的壓縮機轉(zhuǎn)子齒形的發(fā)明目的大多是以不同的齒形以提高轉(zhuǎn)子加工的方便性，并同時克服螺旋轉(zhuǎn)子在嚙轉(zhuǎn)過程中可能產(chǎn)生的機械損失。但要同時實現(xiàn)這兩個目的，往往困難重重。

例如，公開號為“CN205823636U”且標題為“高溫螺桿蒸汽壓縮機轉(zhuǎn)子型線”的中國實用新型專利披露了一種高溫螺桿蒸汽壓縮機轉(zhuǎn)子型線，包括：陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，所述陽轉(zhuǎn)子的和陰轉(zhuǎn)子的型線的組成齒曲線均為二次曲線；所述陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為5，陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為7；所述陽轉(zhuǎn)子齒頂圓直徑為205mm，所述陰轉(zhuǎn)子齒頂圓直徑為192mm，陽轉(zhuǎn)子齒根圓直徑為128mm，陰轉(zhuǎn)子齒根圓直徑為115mm，陽轉(zhuǎn)子節(jié)圓直徑為133mm，陰轉(zhuǎn)子節(jié)圓直徑為187mm。但是，該轉(zhuǎn)子型線的不足之處在于陰陽轉(zhuǎn)子的外徑比較接近，但還是不完全相等。對于加工來說還是不能實現(xiàn)殼體加工刀具共用。另外，該專利的陰轉(zhuǎn)子齒寬很薄，在加工過程中易于變形，工藝穩(wěn)定性差，不易大批量生產(chǎn)制造。

為此，針對水蒸氣壓縮機工作過程中出現(xiàn)的問題，本領域持續(xù)需要開發(fā)一種泄漏少、容積效率高且易于加工的螺桿轉(zhuǎn)子齒形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種新的螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子齒形，使用該齒形的螺桿壓縮機具有較高的容積效率，較低的泄露，易于加工，可用于提升水蒸氣制冷或熱泵系統(tǒng)的性能。

為了實現(xiàn)本發(fā)明之目的，本申請?zhí)峁┮韵录夹g(shù)方案。

在第一方面中，本申請?zhí)峁┮环N應用于水蒸氣雙螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒形，該轉(zhuǎn)子包括陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，當該陽轉(zhuǎn)子和該陰轉(zhuǎn)子分別繞其軸轉(zhuǎn)動時，該陽轉(zhuǎn)子的齒形和該陰轉(zhuǎn)子的齒形相互嚙合，其特征在于，所述陰轉(zhuǎn)子和所述陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比為7/5；

其中，所述陽轉(zhuǎn)子的齒形由拋物線、第一圓弧、第二圓弧以及第一圓弧共軛曲線光滑連接而成；

其中，所述陰轉(zhuǎn)子的齒形由拋物共軛曲線、第二圓弧共軛曲線、第三圓弧共軛曲線以及第三圓弧光滑連接而成。

在第一方面的一種實施方式中，所述陽轉(zhuǎn)子的齒形由拋物線A1B1、第一圓弧B1C1、第二圓弧A1D1、第一圓弧共軛曲線C1D1組成；

其中各組成曲線的方程式為：

在上述方程式中，t表示取值的角度范圍，是一個能通過t求解得到的中間變量，各線段的t不同。