[发明专利]一种涡旋压缩机消弱气流脉动的涡旋结构

说明书

本发明公开了一种涡旋压缩机消弱气流脉动的涡旋结构，具有非对称压缩腔，定涡旋渐开线展角大于动涡旋渐开线展角180°时，定涡旋心部外侧涡旋线起始角度较动涡旋心部外侧涡旋线起始角度增加60°～80°；定涡旋在角度增加处增加排气孔的面积；主轴转角至动涡旋脱啮点后，主轴转角继续旋转20°～40°时，动涡旋心部涡旋齿仍覆盖在排气孔上，动涡旋和定涡旋的心部外侧圆弧与内侧圆弧之间的最小间隙不超过0.2mm；主轴转角旋转超过20°～40°时，动涡旋心部外侧涡旋线划过排气孔，排气孔与第二压缩腔相通。本发明解决了排气气流脉动引发止回阀反复起落对压缩机产生的不良影响的问题，使压缩机具有低振动、低噪声、高可靠性优势。

技术领域

本发明涉及涡旋压缩机技术领域，具体而言是一种涡旋压缩机消弱排气脉动的涡旋结构。

背景技术

现有的涡旋压缩机，由一对参数相同、相位相差180°、基圆中心相距r的涡旋盘组成，形成数对对称或非对称的月牙形封闭压缩腔，由内向外，分别为第一(中心腔压缩)、第二、第三压缩腔；压缩机工作时，压缩腔容积随主轴转角发生变化，当压缩终了时，第二压缩腔与中心压缩腔相通，通过排气孔排出气体，因此，涡旋压缩机无需设置吸排气阀，也能形成封闭压缩腔，是一种定容积比的压缩机。

涡旋压缩机虽然可实现无阀运转，但需要在排气口处设置止回阀，防止压缩机停机时逆转。止回阀一般采取两种结构：自由浮动圆片阀和有一定弹性的舌簧阀。自由浮动圆片阀的方案如图1所示，包括：动涡旋1、定涡旋2、限位板3、阀片4；限位板3设置在定涡旋2的背板上，通过螺栓固定；阀片4一般为圆片阀，在限位板3内自由上下浮动；排气时，气流推动阀片4抬起，靠在限位板3上；有一定弹性的舌簧阀的方案如图 2所示，限位板3设置在定涡旋2的背板上，通过螺栓固定；阀片4为舌簧阀片，一端通过螺栓与限位板3固定在定涡旋背板2上，另一端为自由状态，在排气时受到排气孔内气流压力抬起，靠在限位板3上；

如图3所示，现有的传统排气孔S一般为圆形，传统排气孔S一般开设在定涡旋2背板并贯通，动涡旋1的传统排气孔S一般开设在齿底面，形状与定涡旋2的传统排气孔S相同，深度为1-3mm；为获得较大的传统排气孔S的理论流通面而降低传统排气孔S口处的气体瞬态流速，一般将传统排气孔S的面积最大化，如图3a所示，当脱啮瞬间，中心压缩腔与第二压缩腔连通时，动涡旋1的心部涡旋齿覆盖在传统排气孔S上；当主轴继续旋转，如图3b所示，传统排气孔S越过动涡旋心部涡旋线，传统排气孔S与第二压缩腔连通，实现快速排气；但当发生欠压缩时，在欠压缩工况时，当压缩终了，气体压力小于中心腔气体压力，在脱啮瞬间，由于中心压缩腔中气体瞬时膨胀，引起气流脉动，止回阀会有下落趋势，下落程度视内外压比不等程度而定。当中心压缩腔压力上升至大于排气腔压力时，阀片再次上升。这种阀片的反复起落对阀片寿命产生很大影响，并可能产生异常音，应尽量避免此情况发生。

针对当发生欠压缩时，中心腔压力大于压缩终了压力，脱啮瞬间会产生较大的瞬间压力突变，产生较大的气流脉动这个问题时，一般会缩小排气孔的形状和尺寸，对排气孔进行改进，如图4所示，脱啮时动涡旋心部涡旋齿覆盖在改进排气孔S'上，改进排气孔S'不会越过动涡旋心部涡旋线，当主轴继续旋转一定角度后，动涡旋心部外侧涡旋线划过改进排气孔S'，改进排气孔S'与第二压缩腔相通，这样可减小瞬间压力突变，降低气流脉动；但是由于缩小了排气孔尺寸又导致了排气阻力增加的问题，因此如何消弱排气时气流脉动，又不会造成排气阻力增加，同时避免引发止回阀反复起落对压缩机产生影响是一个重大难题。

发明内容

根据上述技术问题，本发明提供了一种涡旋压缩机消弱气流脉动的涡旋结构。

本发明采用的技术手段如下：

一种涡旋压缩机消弱气流脉动的涡旋结构，涡旋结构包括定涡旋、动涡旋和排气孔；

定涡旋的型线、动涡旋的型线分别由内侧渐开线、心部过渡线和外侧渐开线组成；

定涡旋的渐开线展角大于动涡旋的渐开线展角(非对称压缩腔)；