一种回转齿式压缩机

本发明属于压缩机，具体涉及一种回转齿式压缩机。

背景技术：

1、回转式压缩机属于容积式压缩机的一种，依靠工作容积绕转子作回转运动实现气体压力的提升。回转式压缩机具有回转机械寿命长、振动小、工作平稳等诸多优点，同时具有能效高、无气阀等易损件、强制吸排气及结构简单等特点。目前，较常见的回转式压缩机包括螺杆压缩机、涡旋压缩机、罗茨鼓风机和滑片压缩机等，在现代工业中有着广泛的应用。

2、双转子类压缩机集成了回转式压缩机振动小、运转平稳等优点，广泛应用于工业空气压缩、制冷与空调、制药与食品加工等领域。双转子类压缩机中最为核心的部件是转子，同时转子型线的设计决定了转子的结构，从而影响着压缩机的整体运行性能，对转子的创新设计是制造回转压缩机的关键技术。

3、对于双转子类压缩机，转子型线与内部泄漏之间存在密切关系，这种泄漏会导致能量损失、效率下降并降低系统性能，不完善的转子型线设计可能导致泄漏通道的形成。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种回转齿式压缩机，可以达到更高的压比，最大程度地减小泄漏通道，提高压缩机的效率。

2、为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

3、一种回转齿式压缩机，包括相互啮合的阳转子和阴转子，阳转子具有外凸型线，阴转子具有内凹型线，阳转子和阴转子设置在气缸内部，气缸具有两个相交的圆形气缸孔分别容纳阳转子和阴转子，气缸的径向开设有吸气孔口，气缸的轴向开设有排气孔口，吸气孔口以及排气孔口与圆形气缸孔相连通；所述阳转子的外凸型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的外凸部组成，阴转子的内凹型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的内凹部组成，外凸部由依次相连的曲线段cb、ba、ad、de组成，内凹部由依次相连的曲线段ih、hg、gj、jk组成，曲线段ba、ad及点d对应与曲线段hg、gj及jk符合解析包络关系，曲线段ih、ki及k点对应与曲线段cb、ec及de符合解析包络关系。

4、作为一种优选的方案，曲线段ba是半径为r的销齿圆弧，曲线段ih是半径为r1的圆弧，曲线段ba的参数方程为：

5、

6、其中，

7、

8、式中，阳转子(1)和阴转子(2)的节圆半径分别为rp1与rp2；

9、曲线段hg是曲线段ba的共轭曲线段，曲线段hg的参数方程为：

10、

11、作为一种优选的方案，曲线段ad的参数方程为：

12、

13、曲线段gj是曲线段ad的共轭曲线段，曲线段gj的参数方程为：

14、

15、式中，ε为曲线段ad圆心角。

16、作为一种优选的方案，点d的坐标为((rp1+r)cosε，(rp1+r)sinε)；

17、曲线段jk的参数方程为：

18、

19、式中，为中间变量，

20、

21、

22、式中，a为阳转子(1)的中心om和阴转子(2)的中心of之间的距离。

23、作为一种优选的方案，将代入曲线段jk的参数方程得到k点坐标，k点坐标的参数方程为：

24、

25、作为一种优选的方案，曲线段de的参数方程为：

26、

27、式中，为中间变量，其中：

28、

29、

30、作为一种优选的方案，曲线段ih的参数方程为：

31、

32、其中，

33、

34、作为一种优选的方案，曲线段cb为曲线段ih的包络线段，曲线段cb的参数方程为：

35、

36、其中，θ∈(-γ，α)，中间变量表示为：

37、

38、作为一种优选的方案，曲线段ki的参数方程为：

39、

40、曲线段ec为曲线段ki的共轭曲线段，曲线段ec的参数方程为：

41、

42、作为一种优选的方案，吸气孔口的位置按下式求解：

43、

44、式中，μ为吸气孔口上边缘点偏离x轴的角度大小；ι为啮合线上p点偏离x轴的角度大小，求解表达式如下：

45、

46、排气孔口由曲线段pn、ns、st、tp四段圆弧曲线构成，其中：

47、曲线段pn的参数方程为：

48、

49、曲线段ns是曲线段gj在旋转时的一段轨迹线，参数方程为：

50、

51、曲线段tp和曲线段st的参数方程分别为：

52、

53、

54、相较于现有技术，本发明至少具有如下的有益效果：

55、通过两个相互啮合的转子结构实现气体的压缩过程，相较于现有的双转子类压缩机结构，本发明的回转齿式压缩机，使得两个转子在空间上实现了完全啮合，尤其与所设计的吸气孔口、排气孔口相配合，使得进气与排气损失降到最低，避免了内部泄漏通道的产生。此外，应用本发明转子结构的回转压缩机，具有很长的进气时间和内压缩时间，使得气体可以被压缩到很小的体积后再被排出，可以达到很高的排气压力，使得压比大大增加。并且由于合理的型线设计，避免了压缩过程内泄漏通道的产生，使得压缩效率有所提高。

技术特征：

1.一种回转齿式压缩机，其特征在于，包括相互啮合的阳转子(1)和阴转子(2)，所述阳转子(1)具有外凸型线，阴转子(2)具有内凹型线，阳转子(1)和阴转子(2)设置在气缸(3)内部，气缸(3)具有两个相交的圆形气缸孔分别容纳阳转子(1)和阴转子(2)，气缸(3)的径向开设有吸气孔口(4)，气缸(3)的轴向开设有排气孔口(5)，吸气孔口(4)以及排气孔口(5)与圆形气缸孔相连通；所述阳转子(1)的外凸型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的外凸部组成，阴转子(2)的内凹型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的内凹部组成，外凸部由依次相连的曲线段cb、ba、ad、de组成，内凹部由依次相连的曲线段ih、hg、gj、jk组成，曲线段ba、ad及点d对应与曲线段hg、gj及jk符合解析包络关系，曲线段ih、ki及k点对应与曲线段cb、ec及de符合解析包络关系。

2.根据权利要求1所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段ba是半径为r的销齿圆弧，曲线段ih是半径为r1的圆弧，曲线段ba的参数方程为：

3.根据权利要求2所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段ad的参数方程为：

4.根据权利要求3所述的回转齿式压缩机，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的回转齿式压缩机，其特征在于，将代入曲线段jk的参数方程得到k点坐标，k点坐标的参数方程为：

6.根据权利要求5所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段de的参数方程为：

7.根据权利要求5所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段ih的参数方程为：

8.根据权利要求7所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段cb为曲线段ih的包络线段，曲线段cb的参数方程为：

9.根据权利要求8所述的回转齿式压缩机，其特征在于，曲线段ki的参数方程为：

10.根据权利要求9所述的回转齿式压缩机，其特征在于，吸气孔口(4)的位置通过下式求解：

技术总结
一种回转齿式压缩机，包括相互啮合的阳转子和阴转子，阳转子具有外凸型线，阴转子具有内凹型线，阳转子和阴转子设置在气缸内部，气缸的径向开设有吸气孔口，气缸的轴向开设有排气孔口；外凸型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的外凸部组成，内凹型线截面由圆弧部以及连接在圆弧部上的内凹部组成；外凸部由依次相连的曲线段CB、BA、AD、DE组成，内凹部由依次相连的曲线段IH、HG、GJ、JK组成，曲线段BA、AD及D点对应与曲线段HG、GJ及JK符合解析包络关系，曲线段IH、KI及K点对应与曲线段CB、EC及DE符合解析包络关系。本发明避免了内部泄漏通道的产生，进气时间和内压缩时间较长，可以达到很高的排气压力。

技术研发人员：何志龙,刘威,谌小倩,马凯,李丹童
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31