專利名稱：復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)。
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有氣體壓縮機(jī)中最普及的是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，其缺陷是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，零件多，特別是需經(jīng)常更換的易損件多，使用的曲柄機(jī)構(gòu)振動(dòng)突出，進(jìn)排氣閥頻繁啟閉，噪音特別大；另一種回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、零件少的優(yōu)點(diǎn)，但是除了螺桿壓縮機(jī)外，大多數(shù)回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)仍有轉(zhuǎn)子、偏心輪、滑片、彈簧和排氣閥等運(yùn)動(dòng)部件，材料性能和加工精度要求高，而且只有一個(gè)轉(zhuǎn)子，又為偏心布置，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)和噪音仍較大，特別對(duì)于大功率機(jī)組來(lái)說(shuō)，上述缺陷更為明顯；而螺桿壓縮機(jī)的螺桿齒面呈空間曲面狀，加工及檢驗(yàn)甚為復(fù)雜。
本發(fā)明的申請(qǐng)人也于1997年10月31日向中國(guó)專利局提交了名稱為“復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)”的專利申請(qǐng)，其申請(qǐng)?zhí)枮?7107754.1，這種復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的顯著特征之一就是可以應(yīng)用于各類壓縮機(jī)，但用于氣體壓縮機(jī)時(shí)，若大齒與大齒槽的齒廓曲線均為對(duì)稱設(shè)計(jì)時(shí)，則在大齒與大齒槽嚙閉過(guò)程中，將有部分已被大齒壓縮成高壓的氣體會(huì)回流充氣，造成能量損失，同時(shí)影響壓排效率，甚至出現(xiàn)噪聲。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合輪齒式不帶偏心的氣體壓縮機(jī)設(shè)計(jì)，它能達(dá)到體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件少，制造容易，不要滑片、彈簧，進(jìn)、排氣閥、活塞環(huán)等易損件，無(wú)偏心裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)噪音小，壽命長(zhǎng)，成本低，綜合性能更好等要求，同時(shí)可使回流充氣現(xiàn)象減少或避免。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī)，涉及由殼體及上、下端蓋構(gòu)成的密閉空間，進(jìn)氣孔，排氣孔，密閉空間內(nèi)裝有主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪構(gòu)成的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)，即主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪上設(shè)有共軛嚙合的小齒，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪上還設(shè)有共軛嚙合的大齒或大齒槽，嚙合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中各瞬時(shí)傳動(dòng)比始終相等，其特征在于大齒使殼體內(nèi)的空腔形成有抽吸腔和壓排腔，抽吸腔連通進(jìn)氣孔，壓排腔可以連通排氣孔；且大齒和大齒槽均為不對(duì)稱齒形，在大齒與大齒槽嚙閉過(guò)程中，按旋轉(zhuǎn)方向，大齒的齒頂或齒背，順著大齒槽的齒背齒廓曲線必有一點(diǎn)接觸且連續(xù)相切，也就是說(shuō)，當(dāng)壓排腔內(nèi)的氣體被全部趕至大齒槽內(nèi)之后的每一瞬時(shí)，都應(yīng)盡量避免高壓氣體回流充氣。
進(jìn)一步的方案是，排氣孔設(shè)于端蓋上，排氣孔的投影位于大齒槽的旋轉(zhuǎn)環(huán)形面內(nèi)。
更好的方案是，端蓋上或有大齒槽的齒輪的端面上設(shè)有可連通大齒槽與排氣孔的余隙排氣槽。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單，全機(jī)主要零件只有五個(gè)一對(duì)轉(zhuǎn)子，殼體和上、下端蓋，其重量輕，體積小，成本低。
2、動(dòng)平衡性能良好，無(wú)曲柄或偏心結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，不需進(jìn)、排氣閥，噪音低。
3、不對(duì)稱設(shè)計(jì)和余隙排氣槽的設(shè)置，使余隙容積小，避免了回流充氣現(xiàn)象，同時(shí)機(jī)械磨擦損失小，所以容積效率和能效比較高。
4、易損件少，壽命長(zhǎng)。


圖1是大齒和大齒槽均為對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)圖。
圖2是大齒和大齒槽均為對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的另一個(gè)旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)圖。
圖3表示大齒和大齒槽均為非對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)之一。
圖4表示大齒和大齒槽均為非對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)之二。
圖5表示大齒和大齒槽均為非對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)之三。
圖6表示余隙排氣槽設(shè)子端蓋上的原理圖。
圖7是本發(fā)明中的大齒齒廓曲線的一個(gè)實(shí)例。
圖8是與圖7對(duì)應(yīng)的大齒槽齒廓曲線的實(shí)例。
圖9是本發(fā)明的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的另一種設(shè)計(jì)的示意圖。
圖10是本發(fā)明應(yīng)用于空調(diào)壓縮機(jī)的構(gòu)造示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。
如圖1和圖2，當(dāng)這種復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到圖1狀態(tài)時(shí)，齒背出現(xiàn)間隙，造成已被壓排至大齒槽內(nèi)的部分高壓氣體將順著大齒齒背回流至壓排腔7內(nèi)；當(dāng)這種復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)到圖2狀態(tài)時(shí)，殘留于大齒槽余隙8中的高壓氣體無(wú)法進(jìn)入排氣孔5，并最終將進(jìn)入抽吸腔6中造成能量損失并影響進(jìn)氣量。
圖3、圖4、圖5分別表示大齒和大齒槽均為非對(duì)稱設(shè)計(jì)的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)的三個(gè)旋轉(zhuǎn)瞬時(shí)狀態(tài)。在圖3狀態(tài)，壓排腔7內(nèi)的高壓氣體剛與大齒槽連通，與此同時(shí)，大齒槽也與排氣孔5連通，高壓氣體開(kāi)始從排氣孔5排出。當(dāng)復(fù)合輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至圖4狀態(tài)時(shí)，高壓氣體被全部趕入大齒槽內(nèi)并繼續(xù)排氣，與此同時(shí)大齒齒背與大齒槽接觸，下一次壓縮過(guò)程開(kāi)始，大齒齒背與大齒槽的接觸面可以防止高壓氣體回流充氣。當(dāng)復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至圖5狀態(tài)時(shí)，大齒槽與排氣孔5失去直接連通，齒輪端面使排氣孔5處于關(guān)閉狀態(tài)，剩余高壓氣體集中于余隙8中，此時(shí)，余隙8也即將與抽吸腔6連通，為了避免高壓氣體重新回到低壓的抽吸腔6中，在有大齒槽的齒輪的端面上開(kāi)有與余隙8連通的余隙排氣槽9，此時(shí)余隙排氣槽9的另一端正好與排氣孔5連通，余隙8中的高壓氣體通過(guò)余隙排氣槽9排入排氣孔5中。
圖6表示余隙排氣槽位于端蓋(2或3)上的狀態(tài)，其特點(diǎn)是代替了從動(dòng)齒輪端面上的與大齒槽連通的多個(gè)余隙排氣槽9。
圖7和圖8給出了大齒和大齒槽的齒廓曲線的一對(duì)實(shí)例，圖中每點(diǎn)的數(shù)據(jù)是該點(diǎn)的坐標(biāo)值。從圖7和圖8中可以看出，大齒及相應(yīng)的大齒槽的齒廓曲線是非對(duì)稱的，其設(shè)計(jì)目的就是為了防止高壓氣體回流充氣和盡量減少余隙容積。這種設(shè)計(jì)采用了目前齒輪設(shè)計(jì)中的常用方法，并考慮到壓縮機(jī)實(shí)際工作為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)大齒槽正面在齒輪基圓之內(nèi)的曲線及其整個(gè)大齒槽齒背的曲線，根據(jù)嚙合原理，利用解析法，依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而形成了不對(duì)稱齒形的大齒槽，同時(shí)為保證共軛嚙合，大齒的設(shè)計(jì)也與大齒槽相應(yīng)。
圖9給出了有兩個(gè)從動(dòng)齒輪的氣體壓縮機(jī)的原理圖。從圖9中可以看出，這種機(jī)構(gòu)有兩個(gè)進(jìn)氣孔4，兩個(gè)排氣孔5，這種機(jī)構(gòu)與僅有一個(gè)從動(dòng)齒輪的機(jī)構(gòu)相比，排量增加一倍。
圖10給出了采用本發(fā)明所述的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的空調(diào)壓縮機(jī)的原理圖。圖中電機(jī)11和壓縮機(jī)均裝于密閉的機(jī)殼10內(nèi)，且壓縮機(jī)位于電機(jī)11下面，壓縮機(jī)的進(jìn)氣孔4位于壓縮機(jī)的殼體1上，排氣孔設(shè)于上端蓋2上，殼體1和上端蓋2和下端蓋3構(gòu)成密閉空間，由主動(dòng)齒輪和一個(gè)從動(dòng)齒輪構(gòu)成的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)裝于密閉空間內(nèi)。結(jié)合圖3可知，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，抽吸腔6的容積逐漸增大，形成局部負(fù)壓，氣體經(jīng)進(jìn)氣孔4吸入抽吸腔6；隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，氣體被帶到壓排腔7，且壓排腔7的容積逐漸減小，氣體被壓縮，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)到壓排腔7與排氣孔5直接連通時(shí)，氣體被壓出；齒輪繼續(xù)嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，余隙8中的氣體最后通過(guò)余隙排氣槽9排向上端蓋2上的排氣孔5。齒輪不斷地嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，就連續(xù)不斷地實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的基本工作過(guò)程——吸氣，輸送、壓縮和排氣。經(jīng)壓縮機(jī)排出的氣體被集中于機(jī)殼10的上部空腔，并最終被排至工作回路。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī)，涉及由殼體及上、下端蓋構(gòu)成的密閉空間，進(jìn)氣孔、排氣孔，密閉空間內(nèi)裝有主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪構(gòu)成的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu)，即主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪上設(shè)有共軛嚙合的小齒，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪上還設(shè)有共軛嚙合的大齒或大齒槽，兩齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)過(guò)程中各瞬時(shí)傳動(dòng)比始終相等，其特征在于大齒使殼體內(nèi)的空腔形成有抽吸腔和壓排腔，抽吸腔連通進(jìn)氣孔，壓排腔可以連通排氣孔；且大齒和大齒槽均為不對(duì)稱齒形，在大齒與大齒槽嚙閉過(guò)程中，按旋轉(zhuǎn)方向，大齒的齒頂和齒背，順著大齒槽的齒背齒廓曲線必有一點(diǎn)接觸且連續(xù)相切。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī)，其特征在于排氣孔設(shè)于端蓋上，排氣孔的投影位于大齒槽的旋轉(zhuǎn)環(huán)形面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī)，其特征在于，端蓋上或有大齒槽的齒輪的端面上設(shè)有可連通大齒槽與排氣孔的余隙排氣槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合輪齒式氣體壓縮機(jī),涉及由殼體及上、下端蓋構(gòu)成的密閉空間,進(jìn)氣孔,排氣孔,密閉空間內(nèi)裝有主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪構(gòu)成的復(fù)合輪齒機(jī)構(gòu),即主動(dòng)齒輪上設(shè)有小齒和大齒,從動(dòng)齒輪上設(shè)有小齒和大齒槽,大齒使殼體內(nèi)的空腔形成有抽吸腔和壓排腔,在大齒與大齒槽嚙閉過(guò)程中,大齒的齒頂和齒背,順著大齒槽的齒背齒廓曲線必有一點(diǎn)接觸并連續(xù)相切,且排氣孔設(shè)于端蓋上,其投影位于大齒槽的旋轉(zhuǎn)環(huán)形面內(nèi),端蓋上或有大齒槽的齒輪端面上還設(shè)有可連通大齒槽與排氣孔的余隙排氣槽。
文檔編號(hào)F01C1/20GK1191940SQ98111890
公開(kāi)日1998年9月2日 申請(qǐng)日期1998年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月11日
發(fā)明者沈錦豐, 劉榮福, 王軍, 劉基成 申請(qǐng)人:綿陽(yáng)市奧神科技有限公司