齿轮式转子压缩机的制作方法

日期:2019-05-22 09:22:02

专利名称:齿轮式转子压缩机的制作方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮式转子压缩机,其中联接一个主轴的凸齿内转子,带动一个具有不同内齿槽数的外转子转动,由此产生一系列过渡空间以压缩工作工质,再经过合适配置的孔口便可吸进及排出被压缩介质。
众所周知,已有许多类型的压缩机用于空调、制冷等领域,它们主要有往复式、涡旋式以及其它回转式,然而上述压缩机由于种种原因不能适用于某些制冷剂,有些是因为压缩机的强度不能承受这些制冷剂的压力。再者传统的压缩机结构复杂,不易制造,例如于2001年4月10日公开的U.S.Pat.No.6.213.732的转子式压缩机,其结构相当复杂与难以加工。
摆线齿轮泵是众所周知的,一般为具有4个凸齿的内转子置于具有5个齿槽的外转子内,因为一边的工作腔不断增大,而另一边的工作腔逐渐缩小,每一边具有相同的孔口,使流体被泵送,当驱动轴的旋转方向相反时,被输送介质的流向也相反。此种结构不能压缩可压缩性流体,如空气、CO2及制冷剂等,因为它们需要改变流体容积,甚至流体有相变。
基于这些原因,有必要为空调或制冷工业等领域提供一种合适的压缩机,它既适用于压缩各种气体,又结构简单。
本发明的主要目的是提供一种齿轮式转子压缩机,以为各类空调及制冷系统压缩各种制冷剂,或为其它系统压缩工作气体。
本发明的第二目的是提供一种完全平衡且高强度的齿轮式转子压缩机,以满足各种制冷剂及其它气体的压缩需要。
为达到以上目的,本发明的齿轮式转子压缩机包括一个具有第1齿数Z1且定义一条第1中心轴线的凸齿转子;
一个驱动凸齿轮的驱动装置;一个具有第2齿数Z2且定义第2中心轴线的带有相反方向齿槽的外转子,其中第2齿数大于第1齿数,凸齿转子置于齿槽转子中,以驱动其外圈的齿槽转子转动第1与第2轴线间有一偏心距,以形成若干空间,用于吸进和压缩工作介质;以及,一个用于放置转子的壳体,该壳体有两个端盖用于密封诸工作腔。
根据本发明的一个方面,其中第2齿槽数Z2比第1齿数Z1多一个,第1齿数Z1为4~15个,优选5~9个。
根据本发明的另一方面,进、排气孔口可开在一个端盖上,或分别开在两个端盖上。
根据本发明,由于压缩机进、排气过程连续性较好,压力脉动与噪声将会降低。与现有技术中的压缩机相比较,本发明的压缩机结构更紧凑,强度与刚度较高,从而提高了气体压力的限制。由于进气、排气口相当大,从而降低进、排气过程的能量损失。
以下利用所附结构图描述本发明。


图1a为本发明齿轮式转子压缩机纵剖面简图。
图1b为齿轮式转子压缩机图1a沿2-2线的剖面图。
图2为说明图1所示齿轮式转子压缩机进、排气孔口位置的图。
图3为说明图1所示齿轮式转子压缩机气量调节原理的图。
参阅图1a和图1b,它是本发明的齿轮式转子压缩机的一个优选方案。压缩机10的组成为一个有六个齿的凸齿轮11,一个与之相啮合的有七个齿槽的转子12,转子12外的壳体13用于安装11与12,两个适当设置的端盖16、17用于密封壳体13,端盖16有一轴承孔并且轴承15安于其中,驱动轴14安于轴承15内孔中并联接凸齿转子11,而驱动轴14由驱动马达驱动(图中未示出),两个端盖16、17与壳体13由紧固装置固定,如螺栓或螺钉。
凸齿转子11的中心与齿槽转子12的中心间有一偏心距D,并且齿槽转子12的齿槽数Z2比凸齿转子11的齿数Z1多一个,如附图中所示,转子11的凸齿为6个,转子12的齿槽为7个。凸齿转子11与齿槽转子12有若干条啮合线相接触,这些啮合线以及两端盖16、17共同围成若干密封空间,这便是压缩机10的工作容积或压缩腔。凸齿转子11按中心O1由驱动马达驱动(也即驱动轴14的中心轴线位置)转动,由此驱动齿槽转子12按中心O2转动。由于齿数与槽数间的差异,工作容积周期地增加及减少,从而使压缩机10进行工作。
齿轮式转子压缩机10有进气口22与排气口24(如图2中所示),它们分别布置在两个端盖16与17上。当凸齿转子11被驱动按顺时针方向转动,进气部分的工作容积(左边)将逐渐增大,工作介质将通过进气口22被吸入凸齿与齿槽间的空间,以完成吸气过程。当凸齿转子11转至图1所示位置,工作容积达最大值(即图1中所示的V),容积V称为基元容积。当凸齿转子继续旋转时,工作容积将逐渐缩小以压缩工作介质。当工作容积中介质的压力增至预定值时,工作腔将接通排气孔口24,工作介质被排出,直至凸齿转子达到图2中所示位置。此时压缩机10完成一个循环,齿槽12和凸齿11分别转过360°与(Z2/Z1)×360°。
如上所述的齿轮式转子压缩机10仅有两个旋转零件,即凸齿转子11与齿槽转子12,它们分别绕自身中心轴O1与O2旋转,并且为对称结构,因此无不平衡旋转质量惯性力,也无需平衡重量。而且,由于压缩机10的进、排气过程接近连续,压力脉动与噪声能由此减小。
与现有技术中的产品相比,本发明的齿轮式转子压缩机10有结构更紧凑与强度、刚度高的优点。例如,气体压力可达21MPa。因此,本领域技术人员将会理解,它可适用于压缩任何气体或制冷剂,如空气、R410A(R410A需3.8MPa的压力)和CO2(CO2需10MPa的压力)等。
此外,因进气口22与排气口24相当大,进、排气过程中的能量损失将会降低。一般情况下,在压缩机侧(图2中右边)有三个工作腔连续工作,所以工作腔间的压力差相当小,这特别适用于压缩大压力差的介质,并且会降低压缩腔的泄漏。
此外,在端盖上进气口末端可加设一个特殊设计的旋塞,进行旁通或堵塞方式的气量调节,范围大致为100%~40%。图3a为正常工作状态之旋塞位置,图3b为部分调节位置,图3c为完全调节位置。简单的气量调节机构可适应汽车空调对制冷量变化的需求,固定式空调中则可不必使用变频系统来调节制冷量,对空气动力用压缩机可得到一定范围的气量连续调节。
压缩机的排气口可设置排气阀,同时接通三个工作腔,提高压缩机对不同工质和工况的适应能力。
压缩机的进、排气孔口可根据被压缩介质的性质及压力比开设成所需的任何合适形式。
此外,可向其工作腔内喷油、喷制冷剂或喷水,以改善性能。
此外,其凸齿转子与齿槽转子可用自润滑材料制成,成为无油润滑结构。
本发明的齿轮式转子压缩机,其吸气压力低于大气压时成为真空泵。
本发明的齿轮式转子压缩机,其进口介质为汽、液两相时成为汽、液混输泵。
以上介绍的一些优选方案仅用于说明本发明,但并不限制本发明。本领域专业人员可在本发明的精神下对齿轮式转子压缩机优选方案做一些修改。
权利要求
1.一种齿轮式转子压缩机包括一个具有第1齿数Z1且定义第1中心轴线的凸齿外转子;一个具有第2齿槽数Z2且定义第2中心轴线的带有相反方向齿槽的外转子;一个带有两个端盖,用于放置转子的壳体。第2齿槽数Z2比第1齿数Z1大,凸齿转子置于齿圈转子内并带动齿圈转子转动,第1轴线与第2轴线有一偏心距,由此形成凸齿转子与齿圈间的一些空间,以供吸入与压缩工作介质;两侧端盖用于密封诸工作腔。
2.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其第2齿槽数Z2比第1凸齿数Z1多一个。
3.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其第2齿槽数为5~16个,相应第1齿槽数为4~15个。
4.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其端盖上设进、排气孔口。
5.权利要求4所述之齿轮式转子压缩机,其排气口设置排气阀,同时接通三个工作腔。
6.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其进、排气口根据被压缩介质的性质及压力比开设成所需的任何合适形状。
7.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,设置向其工作腔内喷油、喷制冷剂或喷水装置,以改善性能。
8.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其凸齿转子与齿槽转子用自润滑材料制成,成为无油润滑结构。
9.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其吸气压力低于大气压时成为真空泵。
10.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其进口介质为汽、液两相时成为汽、液混输泵。
11.权利要求1所述之齿轮式转子压缩机,其进气口设调节气量的特殊设计的调节阀,实现气量调节。
全文摘要
本发明涉及一种齿轮式转子压缩机,其中联接一个主轴的凸齿内转子,带动一个具有不同内齿槽数的外转子转动,再经过合适配置的孔口便可吸进及排出被压缩介质。本发明的齿轮式转子压缩机包括:一个具有第1齿数Z1且定义一条第1中心轴线的凸齿转子;一个驱动凸齿轮的驱动装置;一个具有第2齿数Z2且定义第2中心轴线的带有相反方向齿槽的外转子,其中第2齿数大于第1齿数,凸齿转子置于齿槽转子中。
文档编号F04C18/10GK1338574SQ0111619
公开日2002年3月6日 申请日期2001年5月30日 优先权日2000年5月30日
发明者郁永章 申请人:郁永章, 汪洋


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