CN102352847A - 无油螺杆压缩机转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无油螺杆压缩机转子型线，采用双边不对称型线，分别由七段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。本发明的一种新型无油螺杆压缩机转子采用双边不对称等直径的转子型线，使转子具有接触线短、泄漏三角形小、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

Description

无油螺杆压缩机转子

技术领域

本发明涉及双螺杆压缩机，尤其涉及一种适用于无油螺杆压缩机的新型转子型线。

背景技术

螺杆压缩机端面型线的好坏，将直接影响到螺杆压缩机的性能，如密封性、效率等。目前市场上流行的型线有GHH型线、SRM---D~N型线等，它们都有各自的特点。

双螺杆压缩机自上世纪四十年代面世以来，发展很快，已广泛应用于许多领域。螺杆转子型线的更新和发展，是推动双螺杆压缩机发展的主要动力。在各国的专利文献中，螺杆转子型线层出不穷，目的都是为了提高效率，改善性能。螺杆转子型线的设计，通常应当考虑如下这些因素：

1、齿面接触线长度尽可能短，以减少横向泄漏损失；

2、泄漏三角形面积尽可能小，以减少纵向泄漏损失；

3、面积利用系数尽可能大，以提高排气量。

在国内外的专利文献中，为了提高效率，改善性能，进行了各种研究，例如：

中国专利文献200410204539.3、200710171655.5、200810204539.3中，对于阴转子上的b₂c₂曲线均采用圆弧销齿曲线（中心在节点P的圆弧），其缺点是：阴、阳转子的啮合与脱开不平稳，有气流压力的瞬间变化，从而产生噪声及振动。

现有螺杆转子型线中，阴、阳转子的直径均是不相同的，阳转子直径大于阴转子直径，存在的缺点是：

1、阴、阳转子的直径不同，阴转子的直径小，刚性差，进而承载能力较弱；

2、阴、阳转子的直径不同，如果采用相同的气腔内壁密封间隙，内泄漏较大，容积效率低。

发明内容

本发明是在吸取国内外现有的螺杆压缩机型线优点的基础上，研制出一种阴、阳转子直径相同的新型转子型线，本发明的无油螺杆压缩机转子型线适用于无油螺杆压缩机的转子，它是一种新型的螺杆压缩机转子型线，解决了上述现有技术所存在的问题。

本发明的技术解决方案如下：

一种无油螺杆压缩机转子型线，采用双边不对称型线，分别由七段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列；

所述阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成；

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成；

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径绘出销齿圆弧c₁d₁，O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的主动侧圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0~0.1）R_1i；

d₁e₁段：在阳转子上，为阳转子的齿顶圆弧，其弧长l=1~10mm；

e₁f₁段：在阳转子上，为连接齿顶圆弧的过渡圆弧；

f₁g₁段：由阴转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成；

g₁h₁段：由阴转子上的齿顶圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成；

所述阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内，半径为R₈的圆弧，其中R₈=3~15mm；

b₂c₂段：在阴转子上，圆心在节圆j上节点Q，以半径R₅做出的销齿圆弧；

c₂d₂段：由阳转子上的销齿圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成；

d₂e₂段：由阳转子上齿顶圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成；

e₂f₂段：由阳转子上圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成；

f₂g₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内或节圆上，半径为R₆的圆弧，其中R₆=0.5~5mm；

g₂h₂段：在阴转子上，为阴转子的齿顶圆弧，其弧长l=2~10mm。

所述阴、阳转子的直径相同。

所述阳转子端面型线上，主动侧的销齿圆弧c₁d₁的圆心O₃为阳转子节圆i与圆心在节点P、半径为R₃的圆弧的主动侧交点。

所述阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁点均为公切点。

本发明的一种无油螺杆压缩机转子采用双边不对称等直径的转子型线，使转子除了具有接触线短、泄漏三角形小、转子型线呈流线型等优点外，更重要的是，本发明还具有以下特点：

1、阴、阳转子的各自齿顶、齿根直径完全相同。

2、本发明的阳转子端面型线上，主动侧的销齿圆弧c₁d₁的圆心O₃为阳转子节圆i与圆心在节点P、半径为R₃的圆弧的主动侧交点。

3、本发明的阴转子端面型线上的主动侧圆弧a₂b₂和被动侧圆弧f₂g₂的中心是在节圆j上或节圆内。

应用本发明的新型无油螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

附图说明

图1是本发明的一种无油螺杆压缩机转子型线的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的无油螺杆压缩机转子型线的构建作详细说明。

参看图1，本发明提供一种无油螺杆压缩机转子型线，图中中心线以下部分型线为主动侧型线，中心线以上部分型线为被动侧型线。

本发明采用双边不对称型线，分别由七段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列。

其中，阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成。

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成。

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径绘出销齿圆弧c₁d₁，O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的主动侧圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0~0.1）R_1i。

d₁e₁段：在阳转子上，为阳转子的齿顶圆弧，其弧长l=1~10mm。

e₁f₁段：在阳转子上，为连接齿顶圆弧的过渡圆弧。

f₁g₁段：由阴转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成。

g₁h₁段：由阴转子上的齿顶圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成。

阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内，半径为R₈的圆弧，其中R₈=3~15mm。

b₂c₂段：在阴转子上，圆心在节圆j上节点Q，以半径R₅做出的销齿圆弧。

c₂d₂段：由阳转子上的销齿圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成。

d₂e₂段：由阳转子上齿顶圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成。

e₂f₂段：由阳转子上圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成。

f₂g₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内或节圆上，半径为R₆的圆弧，其中R₆=0.5~5mm。

g₂h₂段：在阴转子上，为阴转子的齿顶圆弧，其弧长l=2~10mm。

另外，阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁点均为公切点。

本发明的无油螺杆压缩机转子型线在实际应用中的具体构建过程如下：

根据图1，阴转子的线段由a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂七段组成，阳转子的型线由a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁七段组成。

首先，确定a₁、g₁、a₂、g₂点的位置，确定方法是：根据∠a₁O₁g₁=360/Z₁，∠a₂O₂g₂=360/Z₂（阴、阳转子的齿数是Z₂、Z₁)，且将阳转子的齿顶圆弧的中点布置O₁O₂连接线上，即可确定a₁、g₁、a₂、g₂点的位置。

然后，具体构建各段曲线：

（1）在阳转子上构建发生曲线c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁。

c₁d₁段：先以阴、阳转子节圆的切点P为圆心，以R₃为半径绘出一圆弧，交于阳转子主动侧节圆i上一点O₃，然后以O₃为中心，以R₄为半径，绘出c₁d₁段销齿圆弧。

d₁e₁段：以O₁为圆心，以R₁=R₂为半径绘出一段齿顶圆弧，并使齿顶圆弧d₁e₁段以线段O₁O₂对称，其弧长l=1~10mm。

e₁f₁段：在o₁f₁线段上，取一点，作为圆心，做出圆弧段e₁f₁。

（2）将阳转子节圆在阴转子节圆上做纯滚动，阳转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为Z₂/Z₁，固结在阳转子上的圆弧c₁d₁，d₁e₁，e₁f₁的轨迹，可形成阴转子的圆弧包络线c₂d₂，d₂e₂，e₂f₂。

（3）在阴转子上构建发生曲线a₂b₂，b₂c₂，f₂g₂，g₂h₂。

b₂c₂段：在阴转子节圆上取一点Q，作为圆心，以R₅为半径，绘出b₂c₂段圆弧。

a₂b₂段：做出b₂c₂段圆弧和阴转子的齿顶圆弧的公切圆a₂b₂，其中，R₈=3~15mm，圆心在节圆j内。

f₂g₂段：做出f₂g₂段圆弧包络线和阴转子的齿顶圆弧的半径为R₆的公切圆，即可得出f₂g₂段圆弧，其中R₆=0.5~5mm，圆心在节圆j内或节圆上。

g₂h₂段：取阴转子上，以O₂为圆心，半径R₂=R₁，绘出齿顶圆弧g₂h₂。

（4）将阴转子节圆在阳转子节圆上做纯滚动，阴转子节圆的自转角速度与共转角速度之比为Z₁/Z₂，固结在阴转子上的圆弧a₂b₂，b₂c₂，f₂g₂，g₂h₂的轨迹，可形成阳转子的圆弧包络线a₁b₁，b₁c₁，f₁g₁，g₁h₁。

（5）将阳转子的a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁、g₁h₁曲线组合，以齿数Z₁，沿圆心O₁，圆周均布，即可得到阳转子的端面型线。将阴转子的a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂、g₂h₂曲线组合，以齿数Z₂，沿圆心O₂，圆周均布，即可得到阴转子的端面型线。

至此，阴阳转子端面就被完全构建出来了。

综上所述，本发明的一种新型无油螺杆压缩机转子采用双边不对称等直径的转子型线，使转子具有接触线短、泄漏三角形小、转子型线呈流线型等优点。应用本发明的无油螺杆压缩机转子型线的螺杆压缩机、螺杆真空泵，可广泛用于空气压缩、制冷、空调、工艺气体压缩、气力输送、真空应用等领域，在中低压、真空工况下占有绝大部分市场份额。

当然，本技术领域内的一般技术人员应当认识到，上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对上述实施例的变化、变型等都将落在本发明权利要求的范围内。

Claims (4)

1.一种无油螺杆压缩机转子型线，其特征在于，采用双边不对称型线，分别由七段型线组成阴、阳转子端面型线，以相同的中心距A和不同尺寸的阴、阳转子来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的型线系列；

所述阳转子的型线组成如下：

a₁b₁段：由阴转子上圆弧a₂b₂的圆弧包络线形成；

b₁c₁段：由阴转子上销齿圆弧b₂c₂的圆弧包络线形成；

c₁d₁段：在阳转子上，以O₃点为中心，R₄为半径绘出销齿圆弧c₁d₁，O₃点是以节点P为中心，R₃为半径的主动侧圆弧与节圆i的交点，其中R₃=（0~0.1）R_1i；

d₁e₁段：在阳转子上，为阳转子的齿顶圆弧，其弧长l=1~10mm；

e₁f₁段：在阳转子上，为连接齿顶圆弧的过渡圆弧；

f₁g₁段：由阴转子上圆弧f₂g₂的圆弧包络线形成；

g₁h₁段：由阴转子上的齿顶圆弧g₂h₂的圆弧包络线形成；

所述阴转子的型线组成如下：

a₂b₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内，半径为R₈的圆弧，其中R₈=3~15mm；

b₂c₂段：在阴转子上，圆心在节圆j上节点Q，以半径R₅做出的销齿圆弧；

c₂d₂段：由阳转子上的销齿圆弧c₁d₁的圆弧包络线形成；

d₂e₂段：由阳转子上齿顶圆弧d₁e₁的圆弧包络线形成；

e₂f₂段：由阳转子上圆弧e₁f₁的圆弧包络线形成；

f₂g₂段：在阴转子上，圆心在节圆j内或节圆上，半径为R₆的圆弧，其中R₆=0.5~5mm；

g₂h₂段：在阴转子上，为阴转子的齿顶圆弧，其弧长l=2~10mm。

2.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机转子型线，其特征在于，所述阴、阳转子的直径相同。

3.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机转子型线，其特征在于，所述阳转子端面型线上，主动侧的销齿圆弧c₁d₁的圆心O₃为阳转子节圆i与圆心在节点P、半径为R₃的圆弧的主动侧交点。

4.根据权利要求1所述的无油螺杆压缩机转子型线，其特征在于，所述阴、阳转子的a₂、b₂、c₂、d₂、e₂、f₂、g₂、h₂、a₁、b₁、c₁、d₁、e₁、f₁、g_1、h₁点均为公切点。

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