[发明专利]一种蒸汽螺杆压缩机端面齿形

说明书

1技术领域

本发明涉及蒸汽螺杆压缩机的关键技术：压缩机齿形的设计。蒸汽螺杆压缩机主要应用领域为，食品和饮料工业(牛奶、乳清、糖溶液的蒸发)、化学工业(水溶液的蒸发)、制盐工业(盐溶液的蒸发)、环保工业(废水的浓缩)等。 

2背景技术

在高温蒸汽压缩工况条件下，螺杆压缩机齿形的优劣将直接影响到压缩机的性能和稳定运行。螺杆压缩机齿形是否能很好的适用于高温蒸汽压缩工况，主要取决于齿形的耐高温性。具体表现在齿形上各段形线的种类和搭配、阳阴转子的齿数比。齿形上各段形线的种类和搭配的不同，将引起高温工况下齿形变形的不同、面积利用系数的不同。阳阴转子齿数比的不同，将引起高温工况下转子刚度的不同、面积利用系数的不同。这些力学参数、几何参数的不同，将直接影响到压缩机的性能和运行的稳定性。 

3发明内容

本发明涉及在蒸汽螺杆压缩机转子腔内，共轭啮合运转的一对螺杆转子的端面齿形。 

本发明的任务是，设计出一种能适用于压缩高温蒸汽的螺杆压缩机转子齿形，使转子在高温蒸汽工况下，热膨胀变形小、均匀，在保持足够刚度的情况下，具有较大的面积利用系数。 

在本发明的蒸汽螺杆压缩机转子端面齿形上，采用销齿圆弧c₂d₂段、渐开线b₂c₂段、椭圆a₂b₂的组合方案，相对于没有渐开线的销齿圆弧、椭圆的组合方案，其优点是减小了单个齿的圆周方向宽度，扩大了齿槽面积，增加了面积利用系数，从而在高温工况下，减小了单个齿的热膨胀变形，也使热膨胀变形变得均匀，减小了高温下的齿形误差，使压缩机在高温工况下能稳定运行。 

在本发明的蒸汽螺杆压缩机转子端面齿形上，阳、阴转子的齿数比采用5：6的方案。对于小齿数的方案，例如阳、阴转子的齿数比为3：4，其齿形刚度小，在高温蒸汽工况下，热膨胀变形大。对于大齿数的方案，例如阳、阴转子的齿数比为6：8，齿形刚度较好，但面积利用系数较小。而本发明的阳、阴转子的齿数比为5：6的方案，兼顾了上述两种方案的优点，使转子的刚度较好，热膨胀变形较小，面积利用系数较大。 

4附图说明

图1是蒸汽螺杆压缩机阴阳转子端面齿形。 

根据图1所示的蒸汽螺杆压缩机阴阳转子端面齿形，阴转子(F)的型线由a₂b₂、b₂c₂、c₂d₂、d₂e₂、e₂f₂、f₂g₂六段组成，阳转子(M)的型线由a₁b₁、b₁c₁、c₁d₁、d₁e₁、e₁f₁、f₁g₁六段组成。 

本发明分别采用六段形线组成阴、阳转子端面齿形。以阴、阳转子中心距A的不同尺寸来构成螺杆压缩机的阴、阳转子的齿形系列，各段形线之间的连接是光滑过渡的。阴转子(F)和阳转子(M)的形线组成如下。 

阴转子(F)的形线组成(见图1)： 

a₂b₂段：是椭圆，其长轴或短轴落在半径o₂a₂上。 

b₂c₂段：是渐开线，其基圆的圆心为o₂点，半径为o₂p₂。 

c₂d₂段：是销齿圆弧，其圆心在节点p上。 

d₂e₂段：是圆弧d₁e₁的圆弧包络线。 

e₂f₂段：是圆心在o₃点的圆弧。 

f₂g₂段：是一段阴转子的齿顶圆弧。 

阳转子(M)的形线组成(见图1)：