一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形及其形成方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，所述阴转子和所述阳转子的齿数比为7/5，所述阳转子的齿形由抛物线、第一圆弧、第二圆弧以及第一圆弧共轭曲线光滑连接而成所述阴转子的齿形由抛物共轭曲线、第二圆弧共轭曲线、第三圆弧共轭曲线以及第三圆弧光滑连接而成。本申请还涉及如上所述的转子齿形的形成方法。本文所述的转子齿形具有泄漏小、容积效率高且易于加工的特点。积效率高且易于加工的特点。积效率高且易于加工的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形及其形成方法


[0001]本专利技术涉及能源与动力
，具体涉及一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形。

技术介绍

[0002]随着制冷剂替代进程的推进，环保制冷工质水在热泵领域的应用持续受到关注。水蒸气压缩制冷循环或热泵循环，无论是开式系统还是闭式系统，都需要对水蒸气进行加压。容积式压缩机是水蒸气压缩的一个重要方式，而双螺杆压缩机由于其结构简单、耐液击、适应性好等优势，在水蒸气压缩中也发挥着重要作用。
[0003]水蒸气压缩过程要求容积腔中严格无油，压缩过程较大的温差需要压缩机设置合理间隙。与此同时，压缩机排气压力较高导致压缩机泄漏严重，从而使得水蒸气压缩机运行过程容积效率较低。
[0004]此外，双螺杆压缩机是通过其内的阳转子与阴转子等螺旋转子相互啮合转动以决定进气或进料压力与出气压力，而螺杆转子齿形的发展是推动双螺杆压缩机改善性能，拓宽应用领域的主要动力。转子型线一般由多段齿曲线首尾连接而成。现代转子齿形的设计大多避免采用点、直线和摆线，而采用圆弧、椭圆等二次曲线及其包络线，使转子实现曲面对曲面的密封，在不同工况下采用不同的阴阳转子齿数比。现有的压缩机转子齿形的专利技术目的大多是以不同的齿形以提高转子加工的方便性，并同时克服螺旋转子在啮转过程中可能产生的机械损失。但要同时实现这两个目的，往往困难重重。
[0005]例如，公开号为“CN205823636U”且标题为“高温螺杆蒸汽压缩机转子型线”的中国技术专利披露了一种高温螺杆蒸汽压缩机转子型线，包括：阳转子和阴转子，所述阳转子的和阴转子的型线的组成齿曲线均为二次曲线；所述阳转子的齿数为5，阴转子的齿数为7；所述阳转子齿顶圆直径为205mm，所述阴转子齿顶圆直径为192mm，阳转子齿根圆直径为128mm，阴转子齿根圆直径为115mm，阳转子节圆直径为133mm，阴转子节圆直径为187mm。但是，该转子型线的不足之处在于阴阳转子的外径比较接近，但还是不完全相等。对于加工来说还是不能实现壳体加工刀具共用。另外，该专利的阴转子齿宽很薄，在加工过程中易于变形，工艺稳定性差，不易大批量生产制造。
[0006]为此，针对水蒸气压缩机工作过程中出现的问题，本领域持续需要开发一种泄漏少、容积效率高且易于加工的螺杆转子齿形。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种新的螺杆压缩机转子齿形，使用该齿形的螺杆压缩机具有较高的容积效率，较低的泄露，易于加工，可用于提升水蒸气制冷或热泵系统的性能。
[0008]为了实现本专利技术之目的，本申请提供以下技术方案。
[0009]在第一方面中，本申请提供一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，该转子
包括阳转子和阴转子，当该阳转子和该阴转子分别绕其轴转动时，该阳转子的齿形和该阴转子的齿形相互啮合，其特征在于，所述阴转子和所述阳转子的齿数比为7/5；
[0010]其中，所述阳转子的齿形由抛物线、第一圆弧、第二圆弧以及第一圆弧共轭曲线光滑连接而成；
[0011]其中，所述阴转子的齿形由抛物共轭曲线、第二圆弧共轭曲线、第三圆弧共轭曲线以及第三圆弧光滑连接而成。
[0012]在第一方面的一种实施方式中，所述阳转子的齿形由抛物线A1B1、第一圆弧B1C1、第二圆弧A1D1、第一圆弧共轭曲线C1D1组成；
[0013]其中各组成曲线的方程式为：
[0014][0015][0016]在上述方程式中，t表示取值的角度范围，是一个能通过t求解得到的中间变量，各线段的t不同。
[0017]在该实施方式中，坐标系如下：原点为阴转子的旋转轴心，X轴为穿过该圆心的水平直线，Y轴为垂直于X轴且穿过圆心的直线。
[0018]在第一方面的一种实施方式中，所述阴转子的齿形由抛物共轭曲线A2B2、第二圆弧共轭曲线B2C2、第三圆弧共轭曲线A2D2以及第三圆弧C2D2组成；
[0019]其中各组成曲线的方程式为：
[0020][0021][0022]在上述方程式中，t表示取值的角度范围，是一个能通过t求解得到的中间变量，各线段的t不同。
[0023]在该实施方式中，坐标系如下：原点为阴转子的旋转轴心，X轴为穿过该圆心的水平直线，Y轴为垂直于X轴且穿过圆心的直线。
[0024]在第一方面的一种实施方式中，所述阴转子的齿顶圆直径与所述阳转子的齿顶圆直径相等。
[0025]在第一方面的一种实施方式中，所述阴转子的齿高系数与所述阳转子的齿高系数
相等，且所述阴转子的轴径与所述阳转子的轴径相同。
[0026]在第一方面的一种实施方式中，所述阳转子和阴转子的齿根圆直径为所述阳转子和所述阴转子的轴间距的0.7
‑
0.8倍，所述阳转子和所述阴转子的节圆为所述阳转子和所述阴转子的轴间距的1.1
‑
1.2倍，且所述阳转子和所述阴转子的齿顶圆直径为所述阳转子和所述阴转子的轴间距的1.23
‑
1.28倍。
[0027]在第一方面的一种实施方式中，所述阳转子的抛物线部分与所述阴转子之间是线接触的。
[0028]在第一方面的一种实施方式中，所述水蒸气双螺杆压缩机为喷水式无油螺杆压缩机。
[0029]在第二方面中，一种形成如第一方面所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0030]形成A1B1，A1B1是抛物线，其顶点在阳转子齿形顶圆上，抛物线的开口向左，焦点P位于x轴上，焦点P到顶点的距离约为0.05倍中心距，A1是位于齿顶圆上；
[0031]形成A2B2，A2B2是A1B1的共轭曲线；
[0032]形成B1C1，B1C1是一段圆弧，中心O3位于阳转子节圆上，半径为R2＝0.08A，与A1B1相切，其中C1点位于齿底圆上；
[0033]形成B2C2，B2C2是A2B2的共轭曲线；
[0034]形成A1D1，A1D1是一段圆弧，中心O4位于x轴上，半径为R3，A1D1与A1B1和C1D1相切；
[0035]形成A2D2，A2D2是A1B1的共轭曲线；
[0036]形成C2D2，C2D2是一段圆弧，中心为O5，与A2D2、B2C2相切，半径R4＝2～2.5A；
[0037]形成C1D1，C1D1是C2D2的共轭曲线。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于在本文所述的新的转子齿形中，阳转子的齿形由特定的所述阳转子的齿形由抛物线、第一圆弧、第二圆弧以及第一圆弧共轭曲线光滑连接而成，且所述阴转子的齿形由特定的抛物共轭曲线、第二圆弧共轭曲线、第三圆弧共轭曲线以及第三圆弧光滑连接而成。阳转子与阴转子是线接触，从而使得与现有的双螺杆压缩机相比，泄漏减少5％，容积效率提高2％
‑
4％。
附图说明
[0039]图1显示根据本专利技术的一种实施方式的转子齿形示意图。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，该转子包括阳转子和阴转子，当该阳转子和该阴转子分别绕其轴转动时，该阳转子的齿形和该阴转子的齿形相互啮合，其特征在于，所述阴转子和所述阳转子的齿数比为7/5；其中，所述阳转子的齿形由抛物线、第一圆弧、第二圆弧以及第一圆弧共轭曲线光滑连接而成；其中，所述阴转子的齿形由抛物共轭曲线、第二圆弧共轭曲线、第三圆弧共轭曲线以及第三圆弧光滑连接而成。2.如权利要求1所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于，所述阳转子的齿形由抛物线A1B1、第一圆弧B1C1、第二圆弧A1D1、第一圆弧共轭曲线C1D1组成；其中各组成曲线的方程式为：在上述方程式中，t表示取值的角度范围，是一个能通过t求解得到的中间变量，各段曲线t不同；坐标系如下：原点为阳转子的旋转轴心，X轴为穿过该圆心的水平直线，Y轴为垂直于X轴且穿过圆心的直线。3.如权利要求1所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于，所述阴转子的齿形由抛物共轭曲线A2B2、第二圆弧共轭曲线B2C2、第三圆弧共轭曲线A2D2以及第三圆弧C2D2组成；其中各组成曲线的方程式为：
在上述方程式中，t表示取值的角度范围，是一个能通过t求解得到的中间变量，各段曲线的t不同；坐标系如下：原点为阴转子的旋转轴心，X轴为穿过该圆心的水平直线，Y轴为垂直于X轴且穿过圆心的直线。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于，所述阴转子的齿顶圆直径与所述阳转子的齿顶圆直径相等。5.如权利要求1
‑
3中任一项所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于，所述阴转子的齿高系数与所述阳转子的齿高系数相等，且所述阴转子的轴径与所述阳转子的轴径相同。
6.如权利要求5所述的应用于水蒸气双螺杆压缩机的转子齿形，其特征在于，所述阳转子和阴转子的齿根圆直径为所述阳转子和所述阴转子的轴间距的0.7<...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡斌，王如竹，
申请(专利权)人：上海诺通新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：