[发明专利]一种冷压机转子

说明书

本发明公开了一种冷压机转子，包括第一转子、第二转子，每个转子所产生的齿形由修正摆线、摆线、齿根圆弧、伪阿基米德线、伪阿基米德线共轭包络线、齿顶圆弧以及上述所有6段曲线关于原点对称曲线组成，本发明所形成的冷压机转子齿形，两转子形状完全相同，转子关于原点对称，端面质心位于原点上，且修正摆线提高了转子的稳定性和可靠性。本发明所产生的冷压机，可以提高螺杆冷压机的稳定性能，并且降低转子的加工成本。

技术领域

本发明涉及冷压机领域，具体是一种冷压机转子。

背景技术

冷压机是一种抽吸容器内蒸汽获得低压环境的机械设备。过冷氦，指低于4.2K的液氦，一般采用常温压缩机或冷压机对液氦容器减压获得。常温压缩机将抽吸的冷氦蒸汽经换热器加热后进入常温管道，而冷压机抽吸的气体仍然在低温系统内，参与低温换热器的冷却和低温冷却气体的供应，因此常温压缩机所需的换热结构复杂；同时，对于常温压缩机，由于蒸发氦气从低温环境下进入常温换热器，气体剧烈膨胀，增大了压缩机的工作负荷，因此常温压缩机的流量和体积都比较大，以200W@3.5K冷量压缩机为例，采用常温压缩机的流量约为600m³/h，而采用冷压机的流量仅为6.53m³/h，压缩机马达的能耗将大大降低，可以有效节约能源。因此，采用冷压机获得过冷氦，将提高系统冷量的利用率和经济性能，并极大的减少了压缩机的流量和尺寸，有效节约了空间成本。

目前现有的资料中，大多分析的是2K以下kW级别的大型低温制冷系统，普遍采用离心式冷压机，然而对于kW级别以下，3.5K左右的过冷氦的制取，离心机的工况不再稳定，容易发生喘振，且压比较低，需要多级串联。相比较的，螺杆机械具有适应性强，动平衡性能好，具有强制输气的特点，可以通过排气孔口的设计调节压比，压比可以达到10甚至更高，避免了离心机的多级串联，并且螺杆机可以在宽广的流量范围内正常工作，提高了冷压机的稳定性。然而，目前可以查阅的文献中，尚没有出现采用螺杆式的冷压机。

螺杆冷压机，从本质上来说，是一种螺杆真空泵，目前现有的螺杆真空泵大多为单头型线，动平衡性能欠佳，需采用在螺杆上打平衡孔的办法来避免转子的振动。对于冷压机来说，极低的液氦温区的温度和很高的电机转速，在转子上打孔是不适合的，因此需要发明一种能够完全共轭且能够实现自平衡的螺杆转子型线。

同时，现有的螺杆转子型线中，大多含有摆线段，摆线段与齿顶圆弧的交点，是一个十分尖锐的点，无论在加工、运输和实际运行过程中，都容易磨损，而这个点同时也是摆线的生成点，对于转子的密封性能有着重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷压机转子，以解决现有技术存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种冷压机转子，其特征在于：包括第一转子和第二转子，第一转子型线与第二转子型线相同且旋向相反，且第一转子与第二转子型线完全共轭，每个转子的型线分别由修正摆线、摆线、齿根圆弧、伪阿基米德线、伪阿基米德线共轭包络线、齿顶圆弧共六段曲线，以及上述六段曲线关于同一原点的对称曲线依次首尾相接构成。

所述的一种冷压机转子，其特征在于：第一转子和第二转子分别具有对称结构并可实现自平衡。

本发明型线完全共轭，采用本发明的冷压机转子运行工况稳定，适应性强，一对转子端面型线相同，旋向相反，降低加工成本低。

本发明具有如下优点：

1)型线形成的转子质心位于旋转轴上，无需动平衡孔。

2)型线具有摆线修正，转子在实际运行中，可靠性高。

3)第一转子和第二转子的型线完全共轭，在运行中，不会脱齿，也不会干涉，密封性能良好。

4)型线转子生成的螺杆冷压机，相比较于离心冷压机，具有很强的适应性，能够在宽广的工况条件下稳定工作。