[實用新型]一種渦旋式流體機械

無效

• 申請號: 92231796.8
• 申請日: 1992-08-27
• 公開（公告）號: CN2132848Y
• 公開（公告）日: 1993-05-12
• 發明（設計）人: 王迪生;李慧青;屈宗長
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04C18/04
• 分類號: F04C18/04
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 賈玉健

本實用新型涉及一種流體機械，特別涉及一種渦旋式流體機械。

渦旋式流體機械的主要構件是兩個螺旋型渦旋盤，分別稱之為靜渦旋盤和動渦旋盤，分別由渦盤底座板和螺旋型齒構成，它們安裝時的相對角度為180度，兩者在幾個點上相互嚙合并形成一系列封閉容積，動渦旋盤由一個帶偏心距的曲軸機構帶動，兩渦旋盤之間的接觸點在運轉中沿渦旋的曲面移動，從而使所形成的封閉容積發生變化，實現介質的壓縮或膨脹過程。兩渦旋盤之間的相對轉角由安裝在動渦旋盤與固定部分之間的防轉機構或稱制動機構來保證。

圖1為渦旋式壓縮機的工作原理圖。吸氣口在渦旋盤的外表面，隨著曲面的順時針轉動，被壓縮介質由邊緣吸入，進入封閉容積，并在向中心運動的同時，被壓縮而容積逐漸減小，壓縮介質通過定渦旋盤中心的排氣口排出，由于在曲軸的轉動過程中，都形成新的吸氣容積，故上述壓縮過程不斷重復。圖1中，1是吸氣口，2是吸氣腔，3是靜渦旋盤，4是動渦旋盤，5是壓縮腔，6是吸氣，7是排氣，8是壓縮，9是排氣口。

壓縮機的曲軸向相反方向旋轉即是膨脹機。

由渦旋式流體機械的工作原理可知，要實現渦旋式機械的工作過程，必須有一防轉機構來保證動、靜渦旋盤之間的相對轉角；同時還需一驅動機構，使動渦旋盤的中心相對于靜渦旋盤的中心作圓周運動，整個動渦旋盤作平面擺動運動，該驅動機構可以是從動渦旋盤中心驅動的，亦可以是在動渦旋盤圓周方向驅動的。

美國專利US801182描述了渦旋式機械的概念，美國專利US1376291等也揭示了渦旋式壓縮機及泵的原理，其特點是：電機驅動曲軸旋轉帶動動渦旋盤旋轉，動、靜渦旋盤相互嚙合實現介質的壓縮；在動渦旋盤背面和軸承支座之間裝有十字聯軸節，起導向作用；安裝在動渦旋盤背面與軸承支座之間的推力軸承承受工作腔介質產生的軸向力，其缺點是，由于渦旋式流體機械工作腔軸向力很大，因此，推力軸承的摩擦損耗很快，且該種機構不能自動補償磨損，磨損后使軸向嚙合間隙增大，從而增加介質通過渦旋齒頂與底座板之間間隙的泄漏，而且由于工作腔產生的周向和徑向力與軸承的支撐不在同一平面內，會在運行中產生一個傾覆力矩，使動、靜渦盤之間發生傾斜，從而增加磨損和泄漏，影響機器的正常工作，對大容量機械，工作載荷大，情況就更加惡劣。

本實用新型的目的在于提出一種渦旋式流體機械，通過對其動渦旋盤和靜渦旋盤結構的改變，克服了現有技術的缺點，具有磨損少，無傾覆力矩，振動、噪聲降低，運行平穩、可靠等特點。

本實用新型的特點之一是動渦旋盤的底座板的兩面皆加工出螺旋型齒線，兩面齒線在軸向方向呈鏡像（完全重合），兩靜渦旋盤分別由螺旋型齒線和底座板組成，兩靜渦旋盤裝配好后其型線在軸向亦是呈鏡像（完全重合），型線呈對面安裝，當動渦旋盤相對于靜渦旋盤旋轉時，動渦旋盤的兩齒型側面分別與兩個靜渦旋盤的齒側面在若干點上嚙合，從而在動渦旋盤的兩面軸向上形成完全對稱的不同容積和壓力分布的運動工作腔，即對稱位置工作腔的容積，介質壓力完全相同。本實用新型的另一特點是驅動機構分布在圓周而非中心。靜、動渦旋盤在圓周方向分別均布三個孔，三個孔的中心至盤中心的距離都相等；三個帶相同偏心量的曲軸，結構完全相同，帶偏心的曲柄軸頸分別與動渦旋盤的三個孔配合，曲軸的主軸頸部分分別與靜渦旋盤的三個孔配合，然后將兩個靜渦旋盤緊固在一起；在曲軸的軸端，分別通過鍵等聯接件聯接三個齒輪，這樣三個齒輪呈行星分布，分別與一位于中心的主齒輪嚙合，中心主齒輪與一主軸相聯。通過以上機構，可以實現能量的輸出或吸收能量，視膨脹機或壓縮機而定。

圖1是渦旋式壓縮機的工作原理圖。

圖2是本實用新型應用于渦旋式壓縮機的一個實施例的結構原理圖。

圖3是A－－A視圖。

圖4是B－－B視圖。

圖5是動渦旋盤的結構原理圖。

圖6、7是動渦旋盤與靜渦旋盤之間的密封結構圖。

圖8、9是兩靜渦旋盤的結構原理圖。

下面通過附圖和實施例對本實用新型的結構原理和工作原理作詳細的說明。