專利名稱：一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺桿壓縮機(jī)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮 機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)，其還提供了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)見圖1，其包括進(jìn)氣端1、排氣端2、 吸氣口 3、機(jī)體4、陽轉(zhuǎn)子5、陰轉(zhuǎn)子6，轉(zhuǎn)子齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線稱為轉(zhuǎn)子 型線。圖2、圖3，其中仏是陽轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)軸中心，02是陰轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)軸中心，點(diǎn) A、B、C、D、E、F、G、H、I所構(gòu)成的封閉的蝴蝶形狀，即為排氣口 7，當(dāng)陽轉(zhuǎn)子5、 陰轉(zhuǎn)子6嚙合開始時(shí)，其形成一個(gè)排氣腔8，排氣腔8連通排氣口 7將高壓氣體排出，隨 著嚙合的進(jìn)行，陽轉(zhuǎn)子5、陰轉(zhuǎn)子6的嚙合腔體變?yōu)檫M(jìn)氣連通腔9、高壓氣體封閉腔10兩 個(gè)腔體，進(jìn)氣連通腔9是由于轉(zhuǎn)子采用非對(duì)稱型線而必然出現(xiàn)的，其變化趨勢是不斷變 大，與進(jìn)氣端1相通；高壓氣體封閉腔10是由原來的排氣腔8不斷變小而來，并且其被 完全封閉。圖3中，陽轉(zhuǎn)子5、陰轉(zhuǎn)子6的嚙合過程中，其所形成的進(jìn)氣連通腔9不能導(dǎo) 通排氣口 7，否則排氣端的高壓氣體會(huì)通過進(jìn)氣連通腔9進(jìn)入到進(jìn)氣端1，從而造成內(nèi)泄 漏；而基于這一要求，高壓氣體封閉腔10在陽轉(zhuǎn)子5、陰轉(zhuǎn)子6的嚙合過程中，也同樣 無法導(dǎo)通排氣口 7，故高壓氣體封閉腔10內(nèi)的高壓氣體內(nèi)無法排到排氣口 7，形成排氣封 閉容積。如果排氣封閉容積不消除，排氣封閉容積內(nèi)的壓力會(huì)不斷升高，造成不必要的 功耗和振動(dòng)；為了消除排氣封閉容積，現(xiàn)在多數(shù)壓縮機(jī)采用了圖2、圖3中所示結(jié)構(gòu)的卸 荷腔11。其工作原理是在高壓氣體封閉腔10出現(xiàn)的位置加工一個(gè)卸荷腔11，高壓氣體 封閉腔10內(nèi)的高壓氣體通過卸荷腔11排到相鄰處于進(jìn)氣狀態(tài)的工作腔，從而消除排氣封 閉容積，降低功耗。采用這種卸荷腔11對(duì)容積效率是不利的。第一，高壓氣體封閉腔10內(nèi)的氣體 是可以利用的高壓氣體，如能將其引到排氣口 7，這部分就能被利用；但是圖3的卸荷 腔11，將它排到進(jìn)氣端1，這就是一種泄漏；第二，在圖3所示位置時(shí)，排氣口 7、高壓 氣體封閉腔10、卸荷腔11、相鄰處于進(jìn)氣狀態(tài)的工作腔有一個(gè)短暫的連通，排氣端的高 壓氣體也會(huì)泄漏到進(jìn)氣端1 ；第三，由于在實(shí)際過程中高壓氣體封閉腔10與排氣口 7完 全脫離到與卸荷腔11充分連通，存在一個(gè)時(shí)間差，這段時(shí)間里高壓氣體封閉腔10內(nèi)的壓 力會(huì)有所升高，這樣也會(huì)引起一定的功耗，即卸荷腔11提前與高壓氣體封閉腔10連通， 則會(huì)增加泄漏，而延遲連通，則會(huì)則會(huì)增加功耗。綜上所述，現(xiàn)有的螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)存在著這樣一個(gè)問題無法同時(shí)減少 泄漏和功耗，它要么加劇內(nèi)泄漏，影響容積效率，要么消除排氣封閉容積效果不佳，引 起功耗增加。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)，其 能同時(shí)減少泄漏和功耗。其技術(shù)方案是這樣的其包括進(jìn)氣端、排氣端、吸氣口、機(jī)體、陽轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn) 子、排氣口、排氣腔、進(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔，其特征在于所述陰轉(zhuǎn)子的靠 近排氣端的每個(gè)槽底部開有導(dǎo)流槽，所述高壓氣體封閉腔通過所述導(dǎo)流槽連通所述排氣 口，所述進(jìn)氣連通腔不導(dǎo)通所述導(dǎo)流槽。其進(jìn)一步特征在于所述排氣口配合所述導(dǎo)流槽開裝于排氣端軸承座。一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于a、在陰轉(zhuǎn)子排氣端面的每個(gè)槽底上加工一個(gè)導(dǎo)流槽壓縮機(jī)陰轉(zhuǎn)子齒頂圓直徑為D，在其陰轉(zhuǎn)子排氣端加工導(dǎo)流槽時(shí)，其中導(dǎo)流槽 截面上的初始點(diǎn)為高壓氣體封閉腔完全消失時(shí)，陰轉(zhuǎn)子排氣端面上構(gòu)成進(jìn)氣連通腔的曲 線段的兩個(gè)端點(diǎn)中，靠近陰轉(zhuǎn)子軸線的一個(gè)端點(diǎn)，導(dǎo)流槽截面的寬度為b，導(dǎo)流槽寬度的 終點(diǎn)到導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)的矢量方向與導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)到陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的 矢量方向的夾角為0，各個(gè)參數(shù)滿足下列關(guān)系e =0° 15°，b = i D，(其中i 為可變參數(shù)，其取值范圍為0.015 0.05)；導(dǎo)流槽截面的長度為a，導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)到導(dǎo)流槽截面上長度方向的終 點(diǎn)方向與陰轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)向一致，其中a=j D，(其中j為可變參數(shù)，其取值范圍為 0.01 0.04)；在陰轉(zhuǎn)子軸向上的導(dǎo)流槽長度為c，其滿足下列關(guān)系c = k *a，(其中k為可 變參數(shù)，其取值范圍為0.5 1)；最終修正后的導(dǎo)流槽容積為V，其表達(dá)式為V = 1 a b c，(其中1為 可變參數(shù)，其取值范圍為0.3 1.5)；b、排氣端軸承座上加工一個(gè)配合導(dǎo)流槽工作的排氣口 排氣口的形狀保證在只有排氣腔存在時(shí)排氣口連通排氣腔，當(dāng)進(jìn)氣連通腔、高 壓氣體封閉腔存在時(shí)，排氣口連通導(dǎo)流槽；其中排氣口過度處的最低點(diǎn)到陰、陽轉(zhuǎn)子軸 孔中心線所共平面的距離，與高壓氣體封閉腔剛消失時(shí)的陰轉(zhuǎn)子的導(dǎo)流槽截面上的初始 點(diǎn)到陰、陽轉(zhuǎn)子軸線所共平面的距離相同；其中排氣口過度處的寬度為d，其滿足d = n b，(其中n為可變參數(shù)，其取值范圍為1 1.5)。本發(fā)明的上述結(jié)構(gòu)中，由于所述陰轉(zhuǎn)子的靠近排氣端的每個(gè)槽底部開有導(dǎo)流 槽，所述高壓氣體封閉腔通過所述導(dǎo)流槽連通所述排氣口，所述進(jìn)氣連通腔不導(dǎo)通所述 導(dǎo)流槽，當(dāng)陽轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn)子的嚙合腔體變?yōu)檫M(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔兩個(gè)腔體后， 由于所述高壓氣體封閉腔通過所述導(dǎo)流槽連通所述排氣口，故所述高壓氣體封閉腔內(nèi)的 高壓氣體能連通所述排氣口，這樣有效避免了所述高壓氣體封閉腔的排氣不暢引起的高 壓阻力，從而降低了機(jī)組的功耗；由于其有效利用了所述高壓氣體封閉腔內(nèi)的高壓氣 體，其最大程度上降低了內(nèi)泄漏，有效提高了排氣效率。

圖1是現(xiàn)有的螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)形成排氣腔時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)形成進(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔時(shí)的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)后形成排氣腔時(shí)的的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)后形成進(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔時(shí)的的結(jié)構(gòu)示意 圖；圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的陰轉(zhuǎn)子截面的結(jié)構(gòu)放大圖；圖7為圖6的I向放大示意圖；圖8為圖7的A向示意圖。
具體實(shí)施例方式見圖1、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8，其包括進(jìn)氣端1、排氣端2、吸氣口 3、 機(jī)體4、陽轉(zhuǎn)子5、陰轉(zhuǎn)子6、排氣口 7、排氣腔8、進(jìn)氣連通腔9、高壓氣體封閉腔10， 陰轉(zhuǎn)子6的靠近排氣端2的每個(gè)槽底部開有導(dǎo)流槽11，高壓氣體封閉腔10通過導(dǎo)流槽11 連通排氣口 7，進(jìn)氣連通腔9不導(dǎo)通導(dǎo)流槽11 ；陰轉(zhuǎn)子6的齒頂圓直徑為D，陰轉(zhuǎn)子6靠近排氣端2加工導(dǎo)流槽11時(shí)，導(dǎo)流槽 11截面上的初始點(diǎn)P為高壓氣體封閉腔10完全消失時(shí)，陰轉(zhuǎn)子排氣端面上構(gòu)成進(jìn)氣連通 腔的曲線段的兩個(gè)端點(diǎn)中，靠近陰轉(zhuǎn)子軸線的一個(gè)端點(diǎn)；導(dǎo)流槽截面寬度的終點(diǎn)Q，導(dǎo)流槽截面的寬度為b，點(diǎn)Q到點(diǎn)P的矢量方向與點(diǎn) P到點(diǎn)的矢量方向的夾角為0，e =0° 15°，b = i D，(其中i為可變參數(shù)，其 取值范圍為0.015 0.05)；導(dǎo)流槽截面長度的終點(diǎn)R，導(dǎo)流槽截面的長度為a，a=j D，(其中j為可變 參數(shù)，其取值范圍為0.01 0.04)；在陰轉(zhuǎn)子軸向上的導(dǎo)流槽長度方向的斷點(diǎn)為點(diǎn)S，導(dǎo)流槽長度為c，c = k a, (其中k為可變參數(shù)，其取值范圍為0.5 1)；最終修正后的導(dǎo)流槽容積為V，其表達(dá)式為V = l*a*b*c，(其中1為 可變參數(shù)，其取值范圍為0.3 1.5)；點(diǎn)a、b、c、d、e、f、g、h、i所構(gòu)成的封閉的形狀，即為排氣口 7，其中點(diǎn)e
為排氣口 7過度處的最低點(diǎn)，排氣口過度處的寬度為d，d = n b,(其中n為可變參 數(shù)，其取值范圍為1 1.5)；點(diǎn)e到陰轉(zhuǎn)子6、陽轉(zhuǎn)子5的軸孔中心線所共平面的距離，與高壓氣體封閉腔10 剛消失時(shí)的陰轉(zhuǎn)子的導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)P到陰轉(zhuǎn)子6、陽轉(zhuǎn)子5軸線所共平面的距離 相同。
具體實(shí)施方式
一陰轉(zhuǎn)子6的齒頂圓直徑為D， 9=0° ； i = 0.015時(shí)， b = 0.015D ； j = 0.01 時(shí)，a = 0.01D ； k = 0.5 時(shí)，c = 0.005D ； 1 = 0.3 時(shí)，V = 0.000000225D3(省略體積單位，體積單位為齒頂圓直徑單位的立方)；n = 1時(shí)，d = 0.015D。
具體實(shí)施方式
二 陰轉(zhuǎn)子6的齒頂圓直徑為D， 0 = 7.5° ； i = 0.0325時(shí)，b =0.0325D ； j = 0.025 時(shí)，a = 0.025D ； k = 0.75 時(shí)，c = 0.01875D ； 1 = 0.9 時(shí)，V = 0.0000137109375D3 (省略體積單位，體積單位為齒頂圓直徑單位的立方)；n = 1.25時(shí)， d = 0.040625D。
具體實(shí)施方式
三陰轉(zhuǎn)子6的齒頂圓直徑為D， 0 = 15° ； i = 0.05時(shí)，b = 0.05D ； j = 0.04 時(shí)，a = 0.04D ； k = 1 時(shí)，c = 0.04D ； 1 = 1.5 時(shí)，V = 0.00012D3(省
略體積單位，體積單位為齒頂圓直徑單位的立方)；n = 1.5時(shí)，d = 0.075D。
權(quán)利要求
1.一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)，其包括進(jìn)氣端、排氣端、吸氣口、 機(jī)體、陽轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn)子、排氣口、排氣腔、進(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔，其特征在 于所述陰轉(zhuǎn)子的靠近排氣端的每個(gè)槽底部開有導(dǎo)流槽，所述高壓氣體封閉腔通過所述 導(dǎo)流槽連通所述排氣口，所述進(jìn)氣連通腔不導(dǎo)通所述導(dǎo)流槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述排氣口配合所述導(dǎo)流槽開裝于排氣端軸承座。
3.一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于a、在陰轉(zhuǎn)子排氣端面的每個(gè)槽底上加工一個(gè)導(dǎo)流槽壓縮機(jī)陰轉(zhuǎn)子齒頂圓直徑為D，在其陰轉(zhuǎn)子排氣端加工導(dǎo)流槽時(shí)，其中導(dǎo)流槽截面 上的初始點(diǎn)為高壓氣體封閉腔完全消失時(shí)，陰轉(zhuǎn)子排氣端面上構(gòu)成進(jìn)氣連通腔的曲線段 的兩個(gè)端點(diǎn)中，靠近陰轉(zhuǎn)子軸線的一個(gè)端點(diǎn)，導(dǎo)流槽截面的寬度為b，導(dǎo)流槽寬度的終點(diǎn) 到導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)的矢量方向與導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)到陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心的矢量 方向的夾角為Θ，各個(gè)參數(shù)滿足下列關(guān)系θ =0° 15°，b = i · D，(其中i為可 變參數(shù)，其取值范圍為0.015 0.05)；導(dǎo)流槽截面的長度為a，導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn)到導(dǎo)流槽截面上長度方向的終點(diǎn)方向 與陰轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)向一致，其中a=j · D，(其中j為可變參數(shù)，其取值范圍為0.01 0.04)；在陰轉(zhuǎn)子軸向上的導(dǎo)流槽長度為c，其滿足下列關(guān)系c = k · a，(其中k為可變參 數(shù)，其取值范圍為0.5 1)；最終修正后的導(dǎo)流槽容積為V，其表達(dá)式為V = 1 · a · b · c，(其中1為可變參 數(shù)，其取值范圍為0.3 1.5)；b、排氣端軸承座上加工一個(gè)配合導(dǎo)流槽工作的排氣口排氣口的形狀保證在只有排氣腔存在時(shí)排氣口連通排氣腔，當(dāng)進(jìn)氣連通腔、高壓氣 體封閉腔存在時(shí)，排氣口連通導(dǎo)流槽；其中排氣口過度處的最低點(diǎn)到陰、陽轉(zhuǎn)子軸孔 中心線所共平面的距離，與高壓氣體封閉腔剛消失時(shí)的陰轉(zhuǎn)子的導(dǎo)流槽截面上的初始點(diǎn) 到陰、陽轉(zhuǎn)子軸線所共平面的距離相同；其中排氣口過度處的寬度為d，其滿足d = η · b，(其中η為可變參數(shù)，其取值范圍為1 1.5)。
全文摘要
本發(fā)明為一種非對(duì)稱轉(zhuǎn)子型線螺桿壓縮機(jī)的排氣結(jié)構(gòu)，其還提供了該結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。其能同時(shí)減少泄漏和功耗。其包括進(jìn)氣端、排氣端、吸氣口、機(jī)體、陽轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn)子、排氣口、排氣腔、進(jìn)氣連通腔、高壓氣體封閉腔，其特征在于所述陰轉(zhuǎn)子的靠近排氣端的每個(gè)槽底部開有導(dǎo)流槽，所述高壓氣體封閉腔通過所述導(dǎo)流槽連通所述排氣口，所述進(jìn)氣連通腔不導(dǎo)通所述導(dǎo)流槽。
文檔編號(hào)F04C29/12GK102011735SQ200910215668
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者吳文莉, 周耘, 朱為宇, 胡建軍, 郁文愷, 陸龍勝 申請(qǐng)人:無錫壓縮機(jī)股份有限公司