一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件制造技术

本实用新型专利技术属于涡旋压缩机领域，具体涉及一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件。包括：静涡旋盘和动涡旋盘，其中，静涡旋盘和动涡旋盘均包括底座以及设置在底座上的螺旋线状的涡旋齿，动静涡旋盘的涡旋齿啮合工作时，在整个压缩循环过程中的任意时刻，仅有一个或一对封闭的工作腔，在吸气结束形成封闭工作腔到动、静盘齿头脱啮时前，仅有一对封闭的工作腔；而在其它压缩与排气过程中，仅有一个封闭的中心工作腔。取消了中间腔，解决了现有涡旋压缩机启动时气体负载大的问题又没有增加新的零件，而且降低了涡旋齿的加工难度。而且降低了涡旋齿的加工难度。而且降低了涡旋齿的加工难度。

【技术实现步骤摘要】
一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件


[0001]本技术属于涡旋压缩机领域，具体涉及一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件，还可用于液体泵和鼓风机。

技术介绍

[0002]涡旋盘组件是涡旋流体机械的核心组件，市场上涡旋压缩机在工作时同时存在吸气腔、中间压缩腔和中心排气腔三种工作腔。这类涡旋压缩机是一种有内容积比的压缩机，理论上这种压缩机要求与某一种具体工况相对应，气体工质应在中间压缩腔工作行程终了(即与中心排气腔沟通的瞬间)时达到所需要的工作压力，然后在动盘驱动下通过中心排气腔的排气孔排出，这种三腔结构理想情况下中心排气腔不参与工质压缩，可以实现无阀连续排气，即理论上内容积比受到所谓达比压缩条件的限制。众所周知，气体工质的状态受环境温度与压力的影响极大，随着环境条件的改变，压缩机不可能总是工作在理想的设计工况，因此这种有内容积比限制的压缩机在环境条件改变的情况下，不可避免地存在过压缩与欠压缩的现象。所谓欠压缩是指在吸气压力较低时，中间压缩腔压缩终了的工质压力还未达到所需的排气压力。此时为达到所需压力，中心排气腔不可避免地需要参与压缩，同时为防止排气腔外的高压工质反流回中心排气腔造成有害地反复压缩，需要在排气孔处设置逆止阀。故而在这种工况下，中心腔需要参与压缩，且排气属于断续过程；而在吸气压力较高时，中间压缩腔压缩终了时的工质压力会超过所需工作压力，是谓过压缩，若此时与中心排气腔沟通后会产生中心排气腔的压力波动，并与在中间压缩腔中的过度压缩过程一起带来能量损失和其它有害现象；特别是在压缩机启动尤其是高温启动时，因中间压缩腔的气体不能及时和排气孔进行沟通，中间压缩腔的气体压力会快速升高而导致压缩机启动时的气体负载甚至比工作时的还要大。为解决上述的过压缩与欠压缩问题，现有的压缩机采用了如下的解决方案，涡旋盘截面向静盘底座的投影示意图如附图1所示：其包括中心排气腔x3
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1、中间压缩腔x3
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2和吸气腔x3
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3三个腔以及主排气孔x1
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2、辅助排气孔x1
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1。其中，除在主排气孔x1
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2处设有逆止阀(因属行业公有技术，故图中未示出)，解决欠压缩时中心排气腔参与压缩时的工质反流问题外，还在静涡旋盘x1与动涡旋盘x2形成的中间压缩腔x3
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2内，靠近齿根部分开设辅助排气孔x1
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1用以卸掉中间压缩腔在过压缩时产生的气体负载。因该孔与高压腔相通，为了避免压缩机正常工作时高压气体再流向中间腔，又在该孔和高压腔沟通处增加设了逆止阀。这样的结构额外增加了一组阀片而且一般为2个，且因静涡旋盘底板有一定厚度必然在辅助排气孔处产生了多余的容积，该部分容积会反复的充气和放气，增加了额外的气体功耗。

技术实现思路

[0003]技术目的：提供一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件，在解决现有涡旋压缩机过压缩与欠压缩问题的同时，大幅缩小动静涡旋盘体积和重量，以节省材料，减少零件数量，减化动静盘结构，降低加工复杂度和难度。
[0004]技术方案：
[0005]第一方面，提供了一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件，包括：静涡旋盘和动涡旋盘，其中，静涡旋盘和动涡旋盘均包括底座以及设置在底座上的螺旋线状的涡旋齿，动静涡旋盘的涡旋齿啮合工作时，在整个压缩循环过程中的任意时刻，仅有一个或一对封闭的工作腔，在吸气结束形成封闭工作腔到动、静盘齿头脱啮时前，仅有一对封闭的工作腔；而在其它压缩与排气过程中，仅有一个封闭的中心工作腔。
[0006]进一步地，静涡旋盘的涡旋齿的齿头部分设置有减摩槽，减摩槽的底面设置有供油孔，供油孔与高压油池连通，高压腔中分离出的润滑油，通过供油孔布满减摩槽后，流经涡旋齿的齿顶端留下的间隙，依靠相对运动和压差为润滑油提供动力，到达涡旋盘组件摩擦副的接触面，起到轴向支撑与润滑密封作用。
[0007]进一步地，静涡旋盘和动涡旋盘的涡旋齿的非修正部分采用对称型线，涡旋齿投影型线均包括外型线、内型线、连接圆弧与修正圆弧，其中，修正圆弧和连接圆弧的圆心连线与x轴的夹角γ与型线展角φe，满足φe＝γ+2.5π。
[0008]进一步地，静涡旋盘的底座中心设置有排气孔，排气孔半径r3与连接圆弧半径r1满足r3≤r1，且圆心在两修正圆弧圆心的连线上，并与连接圆弧的圆心关于切点对称。
[0009]进一步地，减摩槽的边缘与涡旋齿的边缘满足密封宽度。
[0010]进一步地，排气孔开设的最大圆的半径等于连接圆弧的半径，且圆心在两修正圆弧的连线，并与连接圆弧的圆心关于切点对称。
[0011]有益效果：
[0012]本技术所涉涡旋盘结构，使采用了基本由单一中心工作腔完成工质吸气、压缩与排气驱动的原理。在解决现有涡旋压缩机过压缩与欠压缩问题时，不必再开设辅助排气孔和设置额外的排气逆止阀。同时由于取消了中间压缩工作腔，压缩机的吸气与压缩过程基本均由中心工作腔完成，因此在同样排量和相同涡旋盘轴向尺寸条件下，可提高涡旋齿头强度，大幅缩小了涡旋盘组件的径向尺寸；同时不必开设辅助排气孔，降低了涡旋盘形腔设计复杂度和涡旋齿加工难度；减少了零件数量。对于缩小压缩机体积、减重节材、降低设计开发和加工难度，提高加工效率具有显著效果。
附图说明
[0013]图1为现有技术的有中间压缩腔的涡旋盘组件；
[0014]图2为根据本技术实施例的无中间压缩腔的涡旋盘组件工作过程示意图；
[0015]图3为根据本技术实施例的无中间压缩腔的涡旋盘组件中静涡旋盘结构特征示意图；
[0016]图4为根据本技术实施例的无中间压缩腔的涡旋盘组件中静涡旋盘的涡旋齿的结构特征示意图；
[0017]图5为根据本技术实施例的无中间压缩腔的涡旋盘组件中动涡旋盘结构特征示意图；
[0018]其中，静涡旋盘x1、辅助排气孔x1
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1、主排气孔x1
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2、动涡旋盘x2、中心排气腔x3
‑
1、中间压缩腔x3
‑
2、吸气腔x3
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3；
[0019]静涡旋盘1、动涡旋盘2、涡旋齿1
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1、减摩槽1
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2、排气孔1
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3、供油孔1
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4、固定连接
机构1
‑
5、底座1
‑
6；外型线1
‑
11、内型线1
‑
12、连接圆弧1
‑
13、修正圆弧1
‑
14；
[0020]涡旋齿2
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1、减摩槽2
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2、柱销式防自传机构用沉孔2
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3、主轴轴承孔2
‑
4和底座2
‑
5；外型线2
‑
11、内型线2
‑
12、连接圆弧2
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无内容积比限制无中间压缩腔的涡旋盘组件，其特征在于，包括：静涡旋盘和动涡旋盘，其中，静涡旋盘和动涡旋盘均包括底座以及设置在底座上的螺旋线状的涡旋齿，动静涡旋盘的涡旋齿啮合工作时，在整个压缩循环过程中的任意时刻，仅有一个或一对封闭的工作腔，在吸气结束形成封闭工作腔到动、静盘齿头脱啮时前，仅有一对封闭的工作腔；而在其它压缩与排气过程中，仅有一个封闭的中心工作腔。2.根据权利要求1所述的涡旋盘组件，其特征在于，静涡旋盘的涡旋齿的齿头部分设置有减摩槽，减摩槽的底面设置有供油孔，供油孔与高压油池连通，高压腔中分离出的润滑油，通过供油孔布满减摩槽后，流经涡旋齿的齿顶端留下的间隙，依靠相对运动和压差为润滑油提供动力，到达涡旋盘组件摩擦副的接触面，起到轴向支撑与润滑密封作用。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓胜，杨新团，乔斌凯，郭明飞，
申请(专利权)人：庆安集团有限公司，
类型：新型
国别省市：