[实用新型]一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿

说明书

本实用新型公开了一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，涡旋齿的型线为一种基于三角函数的变径基圆渐开线，即三角函数渐开线；静涡旋齿(1)的型线由第一三角函数渐开线AB和第四三角函数渐开线GH组成，动涡旋齿(2)的型线由第二三角函数渐开线CD、第三三角函数渐开线EF组成；在工作过程中，动涡旋齿(2)和静涡旋齿(1)之间能够实现正确啮合。所提出的变截面涡旋齿，其型线组成简单，静涡旋齿的外圈齿厚和中心处齿厚较小，中间位置齿厚较大，能够减少涡旋齿圈数和泄漏线长度，减少泄漏量；同时动涡旋齿为等齿厚且齿厚较小，动涡旋齿质量小，旋转惯性力小，动力特性好。

技术领域

本实用新型属于压缩机工程技术领域，特别涉及一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿。

背景技术

涡旋压缩机是一种容积式流体机械，动涡旋在工作过程中做公转平动，动涡旋齿和静涡旋齿相互啮合形成数对周期性变化的月牙形工作腔，随着曲轴的不断旋转，完成气体吸入、压缩和排出的工作过程。由于其结构简单、零部件少、运转平稳、噪音低和可靠性高的显著特点而被广泛应用于空调制冷、医疗设备和真空系统领域。涡旋齿的型线直接影响了涡旋压缩机的工作性能，故涡旋齿的型线设计极其关键。

当涡旋压缩机的压缩比要求较高时，所需的涡旋齿圈数较多，由此会造成整机尺寸和泄漏线长度的增加，从而加剧泄漏。中国专利(王君,曹晨燕,崔淑洁,魏蜀红,杨舒然,赵峰.一种全啮合变壁厚涡旋真空泵[P].山东：CN107939681A,2018-04-20.)公开了一种全啮合变壁厚涡旋真空泵，其涡旋齿型线由圆渐开线、高阶连续曲线组成，和相同尺寸下的等截面涡旋齿相比，增加了压缩机的压缩比，减少了涡旋齿型线的长度和泄漏，但型线组成复杂，且动涡旋齿的齿厚较大，致使动涡旋齿质量较大，旋转惯性力大，降低其动力特性。美国专利(Park Inwon,Choi Seheon,Lee Byeongchul,Yoo Byungkil.Scroll compressorwith an arcuate and a logarithmic spiral sections[P].US Patent:US9605675,2017-03-28.)提出了一种涡旋压缩机，其静涡旋齿为变截面，动涡旋齿为等截面，动静涡旋齿型线均由对数螺线、多曲线、圆弧组成，能够提高吸气量、增加压缩比，但其型线组成较为复杂。

实用新型内容

针对以上在高压缩比要求下，涡旋齿所需圈数多、泄漏线长，以及现有变截面涡旋齿的型线组成复杂、动涡旋齿因质量大而动力特性差的问题，本实用新型提出一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，涡旋齿的型线由一种基于三角函数的变径基圆渐开线组成，即三角函数渐开线，其节距由中心向外先增大、再减小，能够实现正确啮合，型线组成简单，静涡旋齿的外圈齿厚和中心处齿厚较小，中间位置齿厚较大，能够减少涡旋齿圈数和泄漏线长度，减少泄漏量；同时动涡旋齿齿厚不变，为等齿厚且齿厚较小，动涡旋齿质量小，公转平动过程中更平稳，动力特性好；所提出的涡旋压缩机的变截面涡旋齿对于丰富涡旋齿的型线类型、改善压缩机工作性能有重要意义。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种涡旋压缩机的变截面涡旋齿，包括：静涡旋齿和动涡旋齿；

静涡旋齿的组成型线由2段曲线组成，依次为：第一三角函数渐开线AB、第四三角函数渐开线GH；静涡旋齿的外圈齿厚和中心处齿厚较小，中间位置齿厚较大；

动涡旋齿的组成型线由2段曲线组成，依次为：第二三角函数渐开线CD、第三三角函数渐开线EF；动涡旋齿的齿厚不变，为等齿厚；

动涡旋齿在公转平动的工作过程中，动涡旋齿和静涡旋齿能够实现正确的啮合，即动涡旋齿的第二三角函数渐开线CD、第三三角函数渐开线EF分别与静涡旋齿的第一三角函数渐开线AB、第四三角函数渐开线GH能够实现正确的啮合。

所述的涡旋压缩机的变截面涡旋齿，基圆圆心点O为二维坐标系的原点，三角函数渐开线ab的方程为：