一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子及压缩机制造技术

一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子及压缩机，压缩机转子包括型线均为偏心的圆形结构的两个转子，偏心距e相等，两个转子的型线相同并相切，两个转子的节圆半径r

【技术实现步骤摘要】
一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子及压缩机
本专利技术属于转子加工领域，具体涉及一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子及压缩机。
技术介绍
双螺杆压缩机是一种容积式回转压缩机，用于获取高压力气体，在石油、化工等行业上已被广泛的应用。双螺杆压缩机有一对相互啮合的阴阳转子，其与机壳一起形成压缩机的基元容积。目前现有的双螺杆压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子，均为同步反向旋转结构，螺杆的驱动采用同步齿轮传动，因此不可避免带来成本和噪音问题。另一方面，为满足啮合条件以及考虑到泄漏和效率等其它因素，阴阳转子的型线方程较为复杂，通常由多段曲线首尾相接组成，加工起来较为麻烦，而且双螺杆压缩机对其阴阳转子的加工精度也有较高要求。一直以来，研究人员们不断地寻找新的满足啮合关系的简单高效转子型线，使转子的加工难度降低，提高精度，从而降低双螺杆压缩机的制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术中双螺杆压缩机转子型线复杂且不易加工的问题，提供一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子及压缩机，该压缩机转子的加工难度低，运行噪声小，能够达到较高的内压缩比。为了实现上述目的，本专利技术有如下的技术方案：一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，包括型线均为偏心的圆形结构的两个转子，偏心距e相等，两个转子的型线相同并相切，两个转子的节圆半径rp1、rp2与型线的半径r相等，两个转子的外形由两个转子的型线经变螺距的螺旋线引导形成；两个转子绕各自的节圆圆心以相同的角速度同时顺时针或逆时针进行旋转时始终保持啮合关系。作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子中的第一转子由第一转子型线以螺距由P1-P2-P3变化的螺旋线为引导线扫描形成，第二转子由第二转子型线以螺距由L1-L2-L3变化的螺旋线为引导线扫描形成。作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子的螺距满足：P1＝L1，P2＝L2，P3＝L3，两个转子啮合转动时实现基元容积的减小过程。作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子的外形由两个转子的型线半径r与两个转子的型线偏心距e之比进行控制。作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子的节圆半径rp1、rp2与型线的半径r之间满足如下关系：作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子中的第一转子的型线参数方程为：作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子中的第二转子的型线参数方程为：作为本专利技术双螺杆压缩机转子的一种优选方案，两个转子的螺旋线转角γ1与γ2满足如下条件：γ1＝γ2。本专利技术还提供一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机，包括机壳以及布置在机壳内的转子，转子所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子；机壳上开设有吸气孔口和排气孔口；随着两个转子的同向转动，转过的角度从0°到360°变化时能够实现吸气容积从0到最大的变化过程，达到吸气容积最大时与吸气孔口断开，进入压缩过程；完成吸气过程的基元容积腔随着转子的旋转，螺距不断减小，使得齿间容积不断减小，密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程，当该基元容积腔与排气孔口连通后，开始排气过程。作为本专利技术同向啮合双螺杆压缩机的一种优选方案，所述的排气孔口开设在机壳端面的排气端盖上，排气孔口为径向排气口与轴向排气口组成的混合排气口，径向排气口为机壳的内壁轴向挖空一段形成。相较于现有技术，本专利技术有如下的有益效果：采用了相同型线的两个螺杆转子，两个转子的型线均为偏心的圆形结构，两个转子绕各自的节圆圆心以相同的角速度同时顺时针或逆时针进行旋转时始终保持啮合关系，转子形状可以通过改变偏心距e与型线的半径r之间的关系进行灵活调整，两个转子的外形由两个转子的型线经变螺距的螺旋线引导形成，螺距的变化可使基元容积随转子旋转逐渐变小，通过两个螺杆转子的配合转动可以实现内部工作腔体的容积周期性变化，满足内压缩比的设计要求，实现气体的输送和压缩。由于两个螺杆转子一模一样，加工容易的同时可以提高精度，本专利技术变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子整体上具有易加工，易损件少，啮合好，磨损少，噪声低，成本低，寿命长等优点。相较于现有技术，本专利技术变螺距的同向啮合双螺杆压缩机，通过两个螺杆转子的同向配合转动可以实现内部工作腔体的容积周期性变化，满足内压缩比的设计要求，实现气体的输送和压缩，具有制造成本低、转子啮合顺滑、噪声小以及使用寿命长的优点。进一步的，本专利技术双螺杆压缩机的排气孔口为径向排气口与轴向排气口组成的混合排气口，配合变螺距的设计，可以实现气体的压缩过程的同时达到较大的内压缩比。附图说明图1本专利技术同向啮合双螺杆压缩机转子型线示意图；图2本专利技术转子型线的啮合关系变化过程示意图；图3(a)本专利技术双螺杆压缩机转子的结构示意图；图3(b)本专利技术双螺杆压缩机的剖面结构示意图；图4本专利技术双螺杆压缩机转子工作过程基元容积腔变化示意图；图5(a)本专利技术参数r＝e时双螺杆压缩机转子型线示意图；图5(b)本专利技术参数r＝2e时双螺杆压缩机转子型线示意图；图5(c)本专利技术参数r＝3e时双螺杆压缩机转子型线示意图；图6本专利技术吸气过程的实现原理示意图；图7本专利技术压缩过程的实现原理示意图；图8(a)本专利技术径向排气口的开设位置三维示意图；图8(b)本专利技术径向排气口的开设位置剖面示意图；图8(c)本专利技术轴向排气口的开设位置示意图；图9本专利技术排气过程的实现原理示意图；图10本专利技术转子结构的工作腔容积变化与转角关系示意图；附图中：1-机壳；2-吸气孔口；3-排气孔口；4-排气端盖；5-径向排气口；6-轴向排气口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1-2，本专利技术提出一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，采用将两转子型线均设计为偏心的圆形结构(圆O3、圆O4)，可以看作将两个相同并相切的圆在平面坐标系中分别以各自圆心为原点向所有方向均平移e，这样每次平移所新形成的两个圆形都仍然是相切关系。不难看出，这就相当于两个端面型线圆绕着各自的节圆圆心以相同的角速度ω同时顺时针或逆时针作旋转运动时，可时刻保持着啮合关系。因此，两个转子的节圆半径rp1、rp2与端面型线圆的半径r必须保持相等，两个转子的型线圆偏心距e也必须相等，这样两个螺杆转子才能在同向同速旋转运动中时刻实现无干涉的啮合。如图3(a)及图3(b)所示，将两个转子型线经变螺距的螺旋线引导后，可分别生成两个螺杆转子。如图4所示，两个转子的啮合转动配合机壳可以实现内部腔体的容积周期性变化，实现气体的输送和压缩功能。如图5(a)，图5(b)及图5(c)所示，两个转子型线可以通过改变偏心距与偏心圆半径的关系进行调整。如图6所示，两个转子在运动过程中随着齿间容积的扩大，内部形成了一定的真空，而齿间容积又仅与吸气孔口连通，因此气体便在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：包括型线均为偏心的圆形结构的两个转子，偏心距e相等，两个转子的型线相同并相切，两个转子的节圆半径r

【技术特征摘要】
1.一种变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：包括型线均为偏心的圆形结构的两个转子，偏心距e相等，两个转子的型线相同并相切，两个转子的节圆半径rp1、rp2与型线的半径r相等，两个转子的外形由两个转子的型线经变螺距的螺旋线引导形成；两个转子绕各自的节圆圆心以相同的角速度同时顺时针或逆时针进行旋转时始终保持啮合关系。


2.根据权利要求1所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：两个转子中的第一转子由第一转子型线以螺距由P1-P2-P3变化的螺旋线为引导线扫描形成，第二转子由第二转子型线以螺距由L1-L2-L3变化的螺旋线为引导线扫描形成。


3.根据权利要求2所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：两个转子的螺距满足：P1＝L1，P2＝L2，P3＝L3，两个转子啮合转动时实现基元容积的减小过程。


4.根据权利要求1所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于：两个转子的外形由两个转子的型线半径r与两个转子的型线偏心距e之比进行控制。


5.根据权利要求1所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于，两个转子的节圆半径rp1、rp2与型线的半径r之间满足如下关系：





6.根据权利要求1所述变螺距的同向啮合双螺杆压缩机转子，其特征在于，两个转子中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志龙，王嘉辰，姬蓝天，李丹童，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61