[发明专利]相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机

说明书

一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机，双螺杆压缩机转子包括相互啮合的内外转子，内转子齿顶型面为由外摆线生成的螺旋面，外转子的一个齿面由外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面形成，外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面为所述内转子齿顶型面的共轭曲面，完整的外转子齿面由外转子的一个齿面镜像得到；内转子齿槽型面为外转子齿槽型面的共轭曲面，内转子的一个齿面由内转子齿顶型面连接内转子齿槽型面形成，完整的内转子齿面由内转子的一个齿面镜像得到；随着内外转子的啮合旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，实现内压缩过程，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。本发明提升了螺杆压缩机的空间利用率与压缩比。

技术领域

本发明属于机械工程设计领域，具体涉及一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机。

背景技术

双螺杆压缩机是一种容积式回转压缩机，用于获取高压力气体，在现代工业中有着广泛的应用。它继承了回转机械的寿命长、运转可靠、振动小、噪音低、工作平稳以及无喘振现象等诸多优点，同时具有无气阀等易损件、强制吸排气、加工简单等特点，是空气供应、制冷和余热回收等系统中的核心部件。目前，为了便于加工，常用的双螺杆压缩机转子啮合关系为外啮合，这导致了转子间较大的中心距与较长的泄漏线长度，从而降低了空间利用率与增加了泄漏强度，最终导致目前的螺杆转子无法小型化。

相比于外啮合双螺杆压缩机，内啮合双螺杆压缩机可以有效降低转子中心距与避免机壳与转子间的泄漏通道，从而具有高转子空间利用率与低泄漏强度的特点，是双螺杆转子小型化的理想方案。为了进一步提高空间利用率以及压缩比，内啮合双螺杆可采用锥形的形式。锥形螺杆在小型化，高压比，低噪声领域有着非常好的应用前景。为了更容易实现螺杆锥形化，平行轴传动的锥形螺杆被提出，其原理为平面啮合原理，通过每个转子截面的大小变化实现锥形设计，但因为平行轴传动的原因，内外转子的节圆半径是固定不变的，因此在保证正确的啮合条件下转子截面型线的变化幅度较小，锥形螺杆的锥度较小，难以达到锥形螺杆高压比的理想效果。在平行轴传动的条件下，为了达到高的压缩比不得不增加锥形螺杆的轴向长度，如此便增加了压缩气体的耗功，降低了螺杆的强度。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子及压缩机，提升了螺杆压缩机的空间利用率以及压缩比，降低耗功和噪音。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种相交轴传动的空间内啮合锥形双螺杆压缩机转子，包括相互啮合的内外转子，内转子齿顶型面为由外摆线生成的螺旋面，外转子的一个齿面由外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面形成，外转子齿顶型面连接外转子齿槽型面为所述内转子齿顶型面的共轭曲面，完整的外转子齿面由外转子的一个齿面镜像得到；内转子齿槽型面为外转子齿槽型面的共轭曲面，内转子的一个齿面由内转子齿顶型面连接内转子齿槽型面形成，完整的内转子齿面由内转子的一个齿面镜像得到；随着内外转子的啮合旋转，基元容积由大端向小端方向逐渐减小，实现内压缩过程，被压缩的流体从大端处吸入，从小端处排出。

作为本发明的一种优选方案，内转子节圆锥的底面半径R₁，圆锥角δ₁与外转子节圆锥的底面半径R₂，圆锥角δ₂之间满足：

θ＝δ₂-δ₁

Z₂为外转子的齿数，Z₁为内转子齿数。