涡旋压缩机的制作方法

1.本技术涉及压缩机技术领域，具体涉及一种涡旋压缩机。


背景技术：

2.涡旋压缩机具有结构简单、体积小、质量轻、噪声低、机械效率高且运转平稳等优点。涡旋压缩机是一种借助容积变化来实现气体压缩的流体机械，动静涡盘是主要泵体零件，动静涡盘的最常用型线是圆的渐开线及其修正曲线。动涡盘和静涡盘相位角相差180度对置装配，动涡盘在曲轴的驱动下运动，与静涡盘啮合形成一系列相互隔离且容积连续变化的月牙形密闭容腔，当压缩腔内的冷媒压缩至型线脱啮点位置后，压缩腔与静涡盘排气口相通而开始排气，因从涡旋齿型线脱啮到大开度排气仍需旋转一定角度，此过程会存在过压缩问题，增加了压缩功耗。


技术实现要素：

3.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种涡旋压缩机，能够实现快速排气，减小排气过压缩，减小功率损失，提高压缩机效率。
4.为了解决上述问题，本技术提供一种涡旋压缩机，包括动涡盘和静涡盘，动涡盘包括动涡盘内侧型线、动涡盘外侧型线和第一齿头型线，静涡盘包括静涡盘内侧型线、静涡盘外侧型线和第二齿头型线；
5.动涡盘内侧型线包括第一圆弧段和第一渐开线段，第一渐开线段通过第一圆弧段与第一齿头型线连接，静涡盘外侧型线包括第四圆弧段和第四渐开线段，第四渐开线段通过第四圆弧段与第二齿头型线连接，动涡盘包括第一内脱啮点，静涡盘包括第二外脱啮点，第一圆弧段位于第一内脱啮点远离第一齿头型线的一侧，第四圆弧段位于第二外脱啮点远离第二齿头型线的一侧；
6.和/或，动涡盘外侧型线包括第二圆弧段和第二渐开线段，第二渐开线段通过第二圆弧段与第一齿头型线连接，静涡盘内侧型线包括第三圆弧段和第三渐开线段，第三渐开线段通过第三圆弧段与第二齿头型线连接，动涡盘包括第一外脱啮点，静涡盘包括第二内脱啮点，第二圆弧段位于第一外脱啮点远离第一齿头型线的一侧，第三圆弧段位于第二内脱啮点远离第二齿头型线的一侧。
7.优选地，第一圆弧段与第一齿头型线在连接位置处相切，第一圆弧段与第一渐开线段在连接位置处相切，第四圆弧段与第二齿头型线在连接位置处相切，第四圆弧段与第四渐开线段在连接位置处相切。
8.优选地，第二圆弧段与第一齿头型线在连接位置处相切，第二圆弧段与第二渐开线段在连接位置处相切，第三圆弧段与第二齿头型线在连接位置处相切，第三圆弧段与第三渐开线段在连接位置处相切。
9.优选地，第一圆弧段和第一齿头型线相交于第一内脱啮点，第四圆弧段和第二齿头型线相交于第二外脱啮点。
10.优选地，第二圆弧段和第一齿头型线相交于第一外脱啮点，第三圆弧段和第二齿头型线相交于第二内脱啮点。
11.优选地，第一圆弧段的半径为r1，第四圆弧段的半径为r3，r1
‑
r3＝r，其中r为动涡盘旋转半径。
12.优选地，第二圆弧段的半径为r2，第三圆弧段的半径为r4，r4
‑
r2＝r，其中r为动涡盘旋转半径。
13.优选地，第一圆弧段和第四圆弧段的圆心角相同。
14.优选地，第二圆弧段和第三圆弧段的圆心角相同。
15.优选地，第一齿头型线包括多段圆弧段或圆弧段和直线段的组合。
16.优选地，第二齿头型线包括多段圆弧段或圆弧段和直线段的组合。
17.本技术提供的涡旋压缩机，包括动涡盘和静涡盘，动涡盘包括动涡盘内侧型线、动涡盘外侧型线和第一齿头型线，静涡盘包括静涡盘内侧型线、静涡盘外侧型线和第二齿头型线；动涡盘内侧型线包括第一圆弧段和第一渐开线段，第一渐开线段通过第一圆弧段与第一齿头型线连接，静涡盘外侧型线包括第四圆弧段和第四渐开线段，第四渐开线段通过第四圆弧段与第二齿头型线连接，动涡盘包括第一内脱啮点，静涡盘包括第二外脱啮点，第一圆弧段位于第一内脱啮点远离第一齿头型线的一侧，第四圆弧段位于第二外脱啮点远离第二齿头型线的一侧；和/或，动涡盘外侧型线包括第二圆弧段和第二渐开线段，第二渐开线段通过第二圆弧段与第一齿头型线连接，静涡盘内侧型线包括第三圆弧段和第三渐开线段，第三渐开线段通过第三圆弧段与第二齿头型线连接，动涡盘包括第一外脱啮点，第二圆弧段位于第一外脱啮点远离第一齿头型线的一侧，静涡盘包括第二内脱啮点，第三圆弧段位于第二内脱啮点远离第二齿头型线的一侧。本技术的涡旋压缩机，在动涡盘的内侧型线和静涡盘的外侧型线的脱啮点前增加一段圆弧曲线，通过圆弧过渡曲线对动涡盘的内侧型线和静涡盘的外侧型线进行调节，改变动涡盘的内侧型线和静涡盘的外侧型线结构，使得内腔在动涡盘的内侧型线和静涡盘的外侧型线达到脱啮点之后能够实现快速排气，和/或在动涡盘的外侧型线和静涡盘的内侧型线的脱啮点前增加一段圆弧曲线，通过圆弧过渡曲线对动涡盘的外侧型线和静涡盘的内侧型线进行调节，改变动涡盘的外侧型线和静涡盘的内侧型线结构，使得外腔在动涡盘的外侧型线和静涡盘的内侧型线达到脱啮点之后能够实现快速排气，因此可以减少排气过程中的过压缩损失，减小功率损失，提高压缩机效率。
附图说明
18.图1为本技术实施例的涡旋压缩机的剖视结构示意图；
19.图2为本技术实施例的涡旋压缩机的动涡盘和静涡盘的配合示意图；
20.图3为本技术实施例的涡旋压缩机的静涡盘涡旋齿的结构示意图；
21.图4为本技术实施例的涡旋压缩机的动涡盘涡旋齿的结构示意图；
22.图5a
‑
5d为本技术实施例的涡旋压缩机的动涡盘和静涡盘的运动过程示意图；
23.图6a
‑
6d为本技术实施例的涡旋压缩机的动涡盘和静涡盘在各旋转角度下的运动示意图；
24.图7为本技术实施例的涡旋压缩机与常规设计的压缩机的外腔排气效果对比图；
25.图8a
‑
8d为现有技术中常规涡旋压缩机的动涡盘和静涡盘的运动过程示意图。
26.附图标记表示为：
27.1、动涡盘；2、静涡盘；3、上支架；4、转子；5、壳体；6、下支撑环；7、下盖；8、下支架；9、电机；10、曲轴；11、十字滑环；12、上盖；13、吸气管；100、动盘涡旋齿；101、第二渐开线段；102、第一渐开线段；103、第一圆弧段；104、第一齿头型线；105、第二圆弧段；106、排气槽；200、静盘涡旋齿；201、第三渐开线段；202、第四渐开线段；203、第三圆弧段；204、第二齿头型线；205、第四圆弧段；206、排气口；500、外腔；600、内腔。
具体实施方式
28.结合参见图1至图7所示，根据本技术的实施例，涡旋压缩机包括动涡盘1、静涡盘2、上支架3、转子4、壳体5、下支撑环6、下盖7、下支架8、电机9、曲轴10、十字滑环11、上盖12等。电机9通过热套固定在壳体5上，上支架3通过八点焊接固定在壳体5上。动涡盘1和静涡盘2相位角相差180度，并且安装在上支架3上，动涡盘1在曲轴10的驱动下运动，与静涡盘2啮合形成一系列相互隔离且容积连续变化的月牙形密闭容腔，静涡盘2通过螺钉紧固件固定在上支架3上。曲轴组件由下支架8支撑，下支架8通过螺钉固定在下支撑环6上，下支撑环6再通过点焊固定在壳体5上。
29.压缩机运转时，电机9驱动曲轴10旋转，曲轴10的曲柄带动动涡盘1运动，在十字滑环11的防自转限制下，动涡盘1围绕曲轴10中心以固定的半径r做平动运动。从吸气管13进入的制冷剂被吸入动涡盘1和静涡盘2形成的月牙形吸气腔内，经过压缩后由静涡盘2排气孔排出，进入上盖1与静涡盘2之间的高温排气容腔，再经静涡盘2和上支架3的排气槽进入上支架3和电机9之间的容腔内，最终高温高压排气冷媒经排气管排出。
30.动涡盘1包括动盘涡旋齿100，动盘涡旋齿100包括动涡盘内侧型线、动涡盘外侧型线和第一齿头型线104，静涡盘2包括静盘涡旋齿200，静盘涡旋齿200包括静涡盘内侧型线、静涡盘外侧型线和第二齿头型线204。
31.动涡盘内侧型线包括第一圆弧段103和第一渐开线段102，第一渐开线段102通过第一圆弧段103与第一齿头型线104连接，静涡盘外侧型线包括第四圆弧段205和第四渐开线段202，第四渐开线段202通过第四圆弧段205与第二齿头型线204连接，动涡盘1包括第一内脱啮点，静涡盘2包括第二外脱啮点，第一圆弧段103位于第一内脱啮点远离第一齿头型线104的一侧，第四圆弧段205位于第二外脱啮点远离第二齿头型线204的一侧。
32.动涡盘外侧型线包括第二圆弧段105和第二渐开线段101，第二渐开线段101通过第二圆弧段105与第一齿头型线104连接，静涡盘内侧型线包括第三圆弧段203和第三渐开线段201，第三渐开线段201通过第三圆弧段203与第二齿头型线204连接，动涡盘1包括第一外脱啮点，静涡盘2包括第二内脱啮点，第二圆弧段105位于第一外脱啮点远离第一齿头型线104的一侧，第三圆弧段203位于第二内脱啮点远离第二齿头型线204的一侧。
33.本技术的涡旋压缩机，在动涡盘内侧型线和静涡盘外侧型线的脱啮点前增加一段圆弧曲线，通过圆弧过渡曲线对动涡盘内侧型线和静涡盘外侧型线进行调节，改变动涡盘内侧型线和静涡盘外侧型线结构，使得内腔600在动涡盘内侧型线和静涡盘外侧型线达到脱啮点之后能够实现快速排气。
34.在动涡盘外侧型线和静涡盘内侧型线的脱啮点前增加一段圆弧曲线，通过圆弧过渡曲线对动涡盘外侧型线和静涡盘内侧型线进行调节，改变动涡盘外侧型线和静涡盘内侧
型线结构，使得外腔500在动涡盘外侧型线和静涡盘内侧型线达到脱啮点之后能够实现快速排气。
35.通过上述的结构改进，能够调整动涡盘1的第一齿头型线104以及静涡盘2的第二齿头型线204的结构，同时改善动涡盘1和静涡盘2在脱啮点前的线型结构，使得涡旋压缩机达到脱啮点之后能够快速到达大开度排气位置进行快速排气，因此可以减少排气过程中的过压缩损失，减小功率损失，提高压缩机效率。
36.本技术的上述以及下述表述均以图2所示的截面结构为基础进行表述。
37.第一圆弧段103与第一齿头型线104在连接位置处相切，第一圆弧段103与第一渐开线段102在连接位置处相切，第四圆弧段205与第二齿头型线204在连接位置处相切，第四圆弧段205与第四渐开线段202在连接位置处相切。
38.由于第一圆弧段103的两端分别与第一齿头型线104和第一渐开线段102相切，因此当第一圆弧段103确定之后，第一齿头型线104和第一渐开线段102的结构也基本确定，由于第一圆弧段103的结构为圆弧，相对于已知技术中的第一渐开线段102不同，因此第一圆弧段103的设置使得第一齿头型线104和第一渐开线段102的结构也相应发生变化，进而使得动涡盘1的齿头结构发生改变，齿头结构头部后移，内侧型线向排气口中心偏移，齿头结构最大厚度加厚，齿头结构强度增加，从而能够保证压缩机的运行可靠性。
39.本实施例中，动涡盘内侧型线的第一内脱啮点为n2，动涡盘外侧型线的第一外脱啮点为n3，静涡盘内侧型线的第二内脱啮点为n6，静涡盘外侧型线的第二外脱啮点为n7。
40.第二圆弧段105与第一齿头型线104在连接位置处相切，第二圆弧段105与第二渐开线段101在连接位置处相切，第三圆弧段203与第二齿头型线204在连接位置处相切，第三圆弧段203与第三渐开线段201在连接位置处相切。
41.由于第三圆弧段203的两端分别与第二齿头型线204和第三渐开线段201相切，因此当第三圆弧段203确定之后，第二齿头型线204和第三渐开线段201的结构也基本确定，由于第三圆弧段203的结构为圆弧，相比于已知技术中的第三渐开线段201不同，因此第三圆弧段203的设置使得第二齿头型线204和第三渐开线段201的结构也相应发生变化，进而使得静涡盘2的齿头结构发生改变，齿头结构头部后移，内侧型线向排气口中心偏移，齿头结构最大厚度加厚，齿头结构强度增加，从而能够保证压缩机的运行可靠性。
42.第一圆弧段103和第一齿头型线104相交于第一内脱啮点，第四圆弧段205和第二齿头型线204相交于第二外脱啮点。第二圆弧段105和第一齿头型线104相交于第一外脱啮点，第三圆弧段203和第二齿头型线204相交于第二内脱啮点。
43.其中第一圆弧段103的两个端点分别为n1和n2，第二圆弧段105的两个端点分别为n3和n4，第三圆弧段203的两个端点分别为n5和n6，第四圆弧段205的两个端点分别为n7和n8。
44.动涡盘1的外侧型线与静涡盘2的内侧型线啮合密封的压缩腔为外腔500，动涡盘1的内侧型线与静涡盘2的外侧型线啮合密封的压缩腔为内腔600。。
45.动涡盘1的内侧型线的第一圆弧段103和静涡盘2的外侧型线的第四圆弧段205的圆心角相同，均为α，第一圆弧段103的半径为r1，第四圆弧段205的半径为r4，r1
‑
r3＝r，其中r为动涡盘1旋转半径。
46.动涡盘1的外侧型线的第二圆弧段105和静涡盘2的内侧型线的第三圆弧段203的
圆心角相同，均为β，第二圆弧段105的半径为r3，第三圆弧段203的半径为r4，r4
‑
r2＝r，其中r为动涡盘1旋转半径。
47.第一齿头型线104包括多段圆弧段或圆弧段和直线段的组合，使得第一齿头型线104的构成更加多样化，更加方便实现与第一圆弧段105和第二圆弧段103的相切连接。
48.第二齿头型线204包括多段圆弧段或圆弧段和直线段的组合，使得第二齿头型线204的构成更加多样化，更加方便实现与第三圆弧段203和第四圆弧段205的相切连接。
49.结合参见图5a至5d所示，为涡旋压缩机的外腔排气过程图。如图5a和图5b所示，动涡盘1的外侧型线的圆弧段105与静涡盘2的内侧型线的圆弧段203啮合，当圆弧段105上的第一外脱啮点n3和圆弧段203上的第二内脱啮点n6重合时，型线达到脱啮点位置，外腔500开始排气，同时外腔500与静涡盘2的排气口206相通；如图5c和图5d所示，动涡盘1的内侧型线的圆弧段103与静涡盘2的外侧型线的圆弧段205啮合，当圆弧段103上的第一内脱啮点n2和圆弧段205上的第二外脱啮点n7重合时，型线达到脱啮点位置，内腔600开始排气，同时内腔600与动涡盘1的排气槽106相通，而排气槽106与静涡盘2的排气口206相通，从而实现内腔600排气。
50.图8a至图8d为已知设计的动涡盘和静涡盘运动结构示意图，渐开线301为静涡盘2的涡旋齿300的外侧型线，302为静涡盘2的涡旋齿300的内侧型线，曲线303为齿头圆弧曲线，由多段圆弧或线段组成，曲线303与渐开线301、渐开线302相切；渐开线401为动涡盘1的涡旋齿400的外侧型线，402为动涡盘1的涡旋齿400的内侧型线，曲线403为齿头圆弧曲线，由多段圆弧或线段组成，曲线403与渐开线401、渐开线402相切。如图8所示，当动涡盘1的渐开线401上的脱啮点n11与静涡盘1的渐开线302上的脱啮点n10重合时，外腔开始排气；当动涡盘1的渐开线402上的脱啮点n12与静涡盘1的渐开线301上的点n9重合时，内腔开始排气。
51.通过将图5a至图5d中本技术的动静涡盘2结构及运动过程与图8a至图8d中已知技术的动静涡盘2结构及运动过程进行对比可以得知，相对于已知技术，本技术中的动涡盘1的齿头结构后移，动涡盘1的内侧型线内移，外侧型线基本位置变化不大，静涡盘2的齿头结构后移，静涡盘2的内侧型线内移，外侧型线基本位置变化不大，使得本技术的动涡盘1的齿头结构厚度大于已知技术的动涡盘1的齿头结构厚度，本技术的静涡盘2的齿头结构厚度大于已知技术的静涡盘2的齿头厚度，同时本技术的动涡盘1和静涡盘2相对于已知技术能够更加快速地进入到大开度排气位置，大幅度改善了过压缩现象。
52.图6a至图6d为本技术实施例的涡旋压缩机外腔在脱啮点以及脱啮后动涡盘旋转36度、76度、116度时的动静盘运动示意图。图7为本技术实施例的涡旋压缩机与已知技术的涡旋压缩机在各个位置的开度距离对比图。结合参见图6和图7可以看出，随着旋转角度的增大，本技术的动涡盘1的齿头结构与静涡盘2的齿头结构的开度距离d逐渐增大，更加有利于排气，能够减少排气损失，提高压缩机效率。
53.此外，从图中还可以看出，在动涡盘和静涡盘的整个运动过程中，本技术的动涡盘1的齿头结构与静涡盘2的齿头结构的开度距离d始终是大于同角度位置已知技术的动涡盘1的齿头结构与静涡盘2的齿头结构的开度距离的，因此相比于已知技术能够大幅度改善过压缩问题。
54.表1
[0055][0056]
表1为本技术实施例和已知设计的动静盘齿头厚度对比表，可以发现，在涡旋齿内外侧型线、压缩腔容积比不变以及静涡盘排气口(排气口206、排气口304)面积相当的情况下，本技术实施例的静涡盘2的齿头最大厚度t1max＝6.4mm(如图3所示)，比已知设计中静涡盘2的齿头最大厚度t3max＝5.5mm(如图8b所示)增厚16.4％，本技术实施例的动涡盘1的齿头最大厚度t2max＝6.0mm(如图3所示)，比已知设计中动涡盘1的齿头最大厚度t4max＝5.0mm(如图8c所示)增厚20％，故本技术实施例的涡旋压缩机大大增加了涡旋齿头的厚度，提高了涡旋齿强度可靠性。
[0057]
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
[0058]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。