[发明专利]一种变型线双螺杆转子及其设计方法

说明书

一种变型线双螺杆转子及其设计方法，转子结构包括外轮廓均为锥型结构的阴阳螺杆转子，阴阳螺杆转子的引导螺旋线均采用变螺距方式，引导螺旋线分为两部分，当转子转角小于设定值时，采用较大的转子螺距，当转子转角大于设定值时，采用较小的转子螺距，以此实现转子轴向排气口增大；随着转子轴向距离的增加，阴阳螺杆转子的齿顶半径线性下降，形成阴阳螺杆转子锥角；双螺杆转子工作腔容积随排气孔口开启转角下降，以此实现在相同内容积比下，排气孔口开启转角的提前打开，从而增大排气孔口的面积。本发明实现了螺杆压缩机排气孔口面积的有效扩大，有利于减少排气处阻力损失，降低排气侧压力脉动，从而实现提升螺杆转子效率与降低噪音的效果。

技术领域

本发明属于双螺杆压缩机转子加工领域，具体涉及一种变型线双螺杆转子及其设计方法。

背景技术

双螺杆压缩机是一种容积式回转压缩机，用于获取中低压力气体，在现代工业中有着广泛的应用。它继承了回转机械寿命长、运转可靠、振动小、噪音低、工作平稳以及无喘振现象等诸多优点，同时具有无气阀等易损件、强制吸排气且加工简单等特点，是空气供应、制冷以及余热回收等系统中的核心部件。常规的双螺杆压缩机转子采用等螺距转子结构，导致气体在运输过程中无容积变化，仅当容积腔到达排气端面时进行内压缩过程，这导致在大容积比要求下，排气孔口的面积较小，从而增加了排气阻力损失与排气压力脉动，损害了其效率，加大了其运行噪音。而随着精密加工技术的进步，使得锥型与变螺距螺杆转子快速、高精度加工成为可能，该结构可以实现气体运输过程中内压缩，从而改善排气孔口的开设。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中双螺杆压缩机转子效率不足以及运行噪音较大的问题，提供一种变型线双螺杆转子及其设计方法，实现排气孔口面积的有效扩大，有利于减少排气处阻力损失，降低排气侧压力脉动，实现螺杆转子效率提升以及降低噪音的效果。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种变型线双螺杆转子，包括外轮廓均为锥型结构的阴阳螺杆转子，阴阳螺杆转子的引导螺旋线均采用变螺距方式，所述的引导螺旋线分为两部分，当转子转角小于设定值时，采用较大的转子螺距，当转子转角大于设定值时，采用较小的转子螺距，以此实现转子轴向排气口增大；随着转子轴向距离的增加，阴阳螺杆转子的齿顶半径r_m与r_f线性下降，形成阴阳螺杆转子锥角α₂与α₁；双螺杆转子工作腔容积随排气孔口开启转角下降，以此实现在相同内容积比下，排气孔口开启转角的提前打开，从而增大排气孔口的面积。

优选的，阳螺杆转子的总扭转角β₁与阴螺杆转子的总扭转角β₂之间满足如下的关系式：

N₂β₁＝N₁β₂

其中，N₁与N₂分别表示阳螺杆转子与阴螺杆转子的型线齿数。

优选的，阳螺杆转子变螺距位置前后的螺距分别为P_s与P_b，满足如下的关系式：

L_c/P_s+(L_t-L_c)/P_b＝β₁/2π

式中的，L_c为转子变螺距位置，L_t为转子总长度；

则，阴螺杆转子变螺距位置前后的螺距P_s,2与P_b,2为：

N₁P_s,2＝N₂P_s。