一种涡旋膨胀机涡旋盘的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于满旋膨胀机技术领域，设及一种满旋膨胀机满旋盘。
【背景技术】
[0002] 满旋机械是一种新型容积式流体机械，主要部件包括：动满旋盘、静满旋盘、防自 转机构、曲轴和支架等。1905年由法国人Leon化eux发现其工作原理，直到20世纪70年 代，由于能源危机及溫室效应，使得节能、环保日益高涨，满旋机械W其效率高、噪声小、结 构简单等受到青睐。如今，关于满旋机械压缩机的研究不断深入，应用范围不断扩展。其应 用领域主要有：制冷和空调、空气压缩、增压器、液体累、膨胀机和真空累等。
[0003] 工业余热、发动机余热、太阳能热、地热等中低品位热能的有效利用是解决能源问 题的一个重要途径。而有机朗肯循环（organicrankinecycle,0RC)作为一种回收中低品 位热能用于发电的技术，具有效率高、环境友好、结构简单等优点。作为0RC满旋膨胀机发 电系统中的"屯、脏"一满旋膨胀机的性能很大程度上影响着整个系统的综合性能。而满旋 膨胀机的满旋盘作为其核屯、部件，其设计与加工则影响着膨胀机的输出功率。
[0004] 现有技术中的满旋膨胀机满旋盘存在着W下缺点：所使用的满旋膨胀机大多数 由满旋压缩机改造而来，满旋盘始端多为单圆弧、双圆弧、组合型线等形成满旋齿，运些型 线形成的满旋齿在满旋膨胀机正常工作时，由于在某一时刻膨胀机进气孔会被动满旋盘遮 挡，从而影响满旋膨胀机的进气量，增大了气体压力的损失，进而影响膨胀机的输出功率； 同时对满旋膨胀机的工作也非常不利。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的在于针对W上提到的现实情况而提供了一种满旋膨胀机的满旋盘， 解决现有满旋膨胀机满旋盘中屯、腔体积小，进气量小的问题，同时减小了气体压力损失，从 而有效的提高膨胀机输出功率。
[0006] 本发明是一种满旋膨胀机满旋盘，其中静满旋盘1和动满旋盘2,其相位角相差 180度，上下相扣，动满旋盘2浮动于静满旋盘1和支架体5之间，静满旋盘1的满旋齿、动 满旋盘2的满旋齿的型线均为圆渐开线、圆弧、直线和圆弧分段首尾连接组成。
[0007] 本发明的有益效果是所形成的满旋盘在膨胀机正常工作时能增大膨胀机的进气 量，可W避免膨胀机在某一瞬时吸气时进气孔被动满旋盘封堵而影响膨胀机进气量和运 行，并且可W减小进气损失，进而能提高满旋膨胀机的输出效率。。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明满旋齿型线形成原理图，图2是本发明满旋膨胀机的进气孔位置示 意图，图3、图4、图5、图6、图7、图8是本发明动、静满旋盘月牙形吸气容积变化示意图，图9 是本发明满旋膨胀机动静满盘晒合剖面结构示意图，附图标记及对应名称为：静满旋盘1， 滚针轴承2,动满旋3,十字滑块防自转4,平衡铁5,支架体6,偏屯、主7,带轮，套筒9,调屯、球 轴承10,圆柱滚子轴承11。
【具体实施方式】
[0009] 本发明是一种满旋膨胀机满旋盘，其中静满旋盘1和动满旋盘2,其相位角相差 180度，上下相扣，动满旋盘2浮动于静满旋盘1和支架体5之间，静满旋盘1的满旋齿、动 满旋盘2的满旋齿的型线均为圆渐开线、圆弧、直线和圆弧分段首尾连接组成。
[0010] 根据W上所述满旋膨胀机满旋盘，包括静满旋盘1和动满旋盘2,静满旋盘1的满 旋齿中屯、起始端为第一圆弧02,满旋盘外壁为与满旋盘中屯、起始端的圆弧外端点A相切并 且与向外延伸的渐开线型组成，满旋盘内壁包括与满旋盘外壁相平行的渐开线段，渐开线 段起始端和第二圆弧01的外端点D相切，第一圆弧02的第一内端点B和第二圆弧01的第 二内端点C通过直线段L相连，且直线段L分别与第二圆弧01的第二内端点CW及满旋盘 中屯、起始端的第一圆弧02的第一内端点B相切，然后在保证齿始端强度的前提下，从满旋 齿始端壁厚最大处向满旋底盘打孔形成满旋膨胀机的进气孔；动满旋盘满旋齿的形成与静 满旋盘相同。
[0011] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0012] 图1为满旋膨胀机满旋齿型线形成原理图，满旋齿中屯、起始端为半径为Γ&養的第 一圆弧02,满旋盘外壁为与满旋盘中屯、起始端的圆弧外端点A相切并且与向外延伸的渐开 线型组成，满旋盘内壁包括与满旋盘外壁相平行的渐开线段，渐开线段起始端和半径为? 的第二圆弧01外端点相切于外端点D，第一圆弧02的第一内端点B与第二圆弧01的第二 内端点C通过直线段L相连，且直线段L分别与第二圆弧01的内端点CW及满旋盘中屯、起 始端的第一圆弧02的第一内端点B相切于第二内端点C、第一内端点B。
[0013] 图2为满旋膨胀机静满旋盘上进气孔的位置，按图1所述形成的满旋齿大大提高 了齿头的强度，且此种型线形成的满旋盘，中屯、腔体积较大，即增大了膨胀机的吸气容积。 在满足运行条件，确定进气孔尺寸后，从满旋齿始端壁厚最大处向满旋底盘打孔形成满旋 膨胀机的进气孔。在满足齿头强度的要求下，把进气孔的部分放在齿端不仅可W增大吸气 量，减小气体损失W及气流脉动，而且可W尽可能的避免在膨胀机正常工作时某一瞬时动 满旋盘封堵进气孔的情况。
[0014] 图3~图8为动、静满旋盘月牙形吸气容积变化示意图，动满旋盘在高压气体的驱 动下绕静满旋盘按回转半径r做无自转的平面运动，动、静满旋盘之间在几个线接触处先 后形成一系列月牙形容积腔。气体通过静满旋盘中屯、的吸气口进入吸气腔，形成了如图3 中的月牙形吸气容积（阴影部分)，月牙形吸气容积在高压气体的驱动下向外侧推进，同时 月牙形容积逐渐增大，逐步经过图4、图5、图6、图7、图8所示过程，从而实现气体的膨胀作 功。而在此过程中气体不断的从进气孔进入中屯、腔，不会出现进气孔被完全封堵而影响满 旋膨胀机性能的弊端。
[0015] 图9是满旋膨胀机动静满盘晒合剖面结构示意图，静满旋盘1和动满旋盘3,其相 位角相差180度，上下相扣，动满旋盘3浮动于静满旋盘1和支架体6之间，通过偏屯、轴7 和十字滑块防自转4将两个满旋盘的基圆中屯、相互错开一定距离(偏屯、距)，十字滑块4使 得动满旋盘3在工作时只能公转平动，而不能自转。偏屯、轴7和十字滑块4保证了静满旋 盘1和动满旋盘3上满旋齿之间的相互晒合，形成了数对月牙形封闭腔，高压气体从进气 孔进入，驱动动满旋盘3绕静满旋盘1做无自转的平面运动，从而通过连接在动满旋盘上的 偏屯、轴7向外输出功率。由于动静满旋盘不断形成封闭腔，所W整个吸气、膨胀、排气过程 连续进行。动静满旋盘齿顶处都开由密封槽，采用固体自润滑的密封材料，其作用是防止气 体泄漏，同时具有润滑的作用。结构中的防自转机构也可为其它类型，所有轴承1〇、11均可 采用固体自润滑轴承或密封轴承，W适应满旋膨胀机的各种用途。
【主权项】
1. 一种涡旋膨胀机涡旋盘，其中静涡旋盘（1)和动涡旋盘（2)，其相位角相差180度，上 下相扣，动涡旋盘（2)浮动于静涡旋盘（1)和支架体（5)之间，其特征在于静涡旋盘（1)的 涡旋齿、动涡旋盘（2)的涡旋齿的型线均为圆渐开线、圆弧、直线和圆弧分段首尾连接组成。2. 根据权利要求1所述涡旋膨胀机涡旋盘，其特征在于：包括静涡旋盘（1)和动涡旋盘 (2)，静涡旋盘（1)的涡旋齿中心起始端为第一圆弧（02)，涡旋盘外壁为与涡旋盘中心起始 端的圆弧外端点（A)相切并且与向外延伸的渐开线型组成，涡旋盘内壁包括与涡旋盘外壁 相平行的渐开线段，渐开线段起始端和第二圆弧（01)的外端点（D)相切，第一圆弧（02)的 第一内端点（B)和第二圆弧（01)的第二内端点（C)通过直线段（L)相连，且直线段（L)分 别与第二圆弧（01)的第二内端点（C)以及涡旋盘中心起始端的第一圆弧（02)的第一内端 点（B)相切，然后在保证齿始端强度的前提下，从涡旋齿始端壁厚最大处向涡旋底盘打孔形 成涡旋膨胀机的进气孔；动涡旋盘涡旋齿的形成与静涡旋盘相同。
【专利摘要】一种涡旋膨胀机涡旋盘，其目的是解决现有涡旋膨胀机涡旋盘中心腔体积小，进气量小的问题，同时减小了气体压力损失，从而有效的提高膨胀机输出功率；涡旋盘中的静涡旋盘（1）和动涡旋盘（2），其相位角相差180度，上下相扣，动涡旋盘（2）浮动于静涡旋盘（1）和支架体（5）之间，静涡旋盘（1）的涡旋齿、动涡旋盘（2）的涡旋齿的型线均为圆渐开线、圆弧、直线和圆弧分段首尾连接组成。
【IPC分类】F01C21/00, F01C1/02
【公开号】CN105298545
【申请号】CN201510782121
【发明人】彭斌, 朱兵国
【申请人】兰州理工大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月16日