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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110863860A(43)申请公布日2020.03.06(21)申请号201911347880.9(22)申请日2019.12.24(71)申请人中国石油大学(华东)地址266580山东省青岛市黄岛区长江西路66号(72)发明人王君武萌沙润东刘译阳董丽宁许超(51)Int.Cl.F01C1/16(2006.01)F01C21/08(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图5页(54)发明名称一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机(57)摘要本发明公开了一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机,包括锥形阳螺杆转子(1)、锥形阴螺杆转子(2)、锥形泵体(3)、左传动齿轮(4)和右传动齿轮(5);锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)从低压端面(Ⅱ-Ⅱ)到高压端面(Ⅰ-Ⅰ)均呈线性锥形,使两螺杆转子在异向交叉轴传动下,能够实现正确啮合,并保证两螺杆转子之间的有效密封;两螺杆转子之间的接触线在高压端较短,有效地减少了工作过程中的气体泄漏量;提高了双螺杆膨胀机的内容积比,使双螺杆膨胀机轴向尺寸更加紧凑,对提高双螺杆膨胀机工作性能和提高循环发电效率具有重要的意义。CN110863860ACN110863860A权利要求书1/2页1.一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机,包括:锥形阳螺杆转子(1)、锥形阴螺杆转子(2)、锥形泵体(3)、左传动齿轮(4)和右传动齿轮(5),其特征是:锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)从低压端面(Ⅱ-Ⅱ)到高压端面(Ⅰ-Ⅰ)均呈线性锥形,锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)的节圆半径均线性减小;锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)在高压端面(Ⅰ-Ⅰ)处均为半径相同的凹球面,凹球面的半径为Rh;锥形阳螺杆转子(1)在高压端面(Ⅰ-Ⅰ)处的节圆半径为rmh,且满足rmh=Rh·sinθ1,θ1为锥形阳螺杆转子(1)的节圆圆锥的圆锥半角;锥形阴螺杆转子(2)在高压端面(Ⅰ-Ⅰ)处的节圆半径为rfh,且满足rfh=Rh·sinθ2;θ2为锥形阴螺杆转子(2)的节圆圆锥的圆锥半角;锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)在低压端面(Ⅱ-Ⅱ)处均为半径相同的凸球面,凸球面的半径为Rl;锥形阳螺杆转子(1)在低压端面(Ⅱ-Ⅱ)处的节圆半径为rml,且满足rml=Rl·sinθ1;锥形阴螺杆转子(2)在低压端面(Ⅱ-Ⅱ)处的节圆半径为rfl,且满足rfl=Rl·sinθ2;在工作啮合状态下,锥形阳螺杆转子(1)的旋转轴OA和锥形阴螺杆转子(2)的旋转轴OB相交于一点,其交点为O,两旋转轴的夹角为∠AOB=θ,其取值范围为0°<θ<90°,且满足θ=θ1+θ2。2.如权利要求1所述的一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机,其特征是:以锥形阳螺杆转子(1)的旋转轴OA和锥形阴螺杆转子(2)的旋转轴OB的交点O为球心,以半径为R(Rh<R<Rl)做球面,该球面与锥形阳螺杆转子(1)的交截面为左球截面(101),该球面与锥形阴螺杆转子(2)的交截面为右球截面(201);所述的左球截面(101)的轮廓型线由左第一球面摆线GH、左第一球面圆弧HI、左第二球面摆线IJ、左第三球面摆线JK和左第二球面圆弧KL组成;所述的右球截面(201)的轮廓型线由右第一球面直线AB、右第一球面圆弧BC、右球面摆线CD、右第二球面直线DE和右第二球面圆弧EF组成;在工作啮合状态下,锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)在传动比为2:3的异向交叉轴传动下,两球截面能够实现正确啮合;锥形阳螺杆转子(1)的左球截面(101)的轮廓型线中的左第一球面摆线GH、左第一球面圆弧HI、左第二球面摆线IJ、左第三球面摆线JK和左第二球面圆弧KL,分别与锥形阴螺杆转子(2)的右球截面(201)的轮廓型线中的右第一球面直线AB、右第一球面圆弧BC、右球面摆线CD、右第二球面直线DE和右第二球面圆弧EF能够实现正确啮合。3.如权利要求1所述的一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机,其特征是:所述的锥形泵体(3)由锥形阳转子泵腔(301)和锥形阴转子泵腔(302)组成;锥形阳转子泵腔(301)内装配锥形阳螺杆转子(1),锥形阳转子泵腔(301)的中心轴OM和锥形阳螺杆转子(1)的旋转轴OA重合;锥形阴转子泵腔(302)内装配锥形阴螺杆转子(2),锥形阴转子泵腔(302)的中心轴ON和锥形阴螺杆转子(2)的旋转轴OB重合。4.如权利要求1所述的一种交叉轴锥形双螺杆膨胀机,其特征是:在工作过程中,锥形阳螺杆转子(1)和锥形阴螺杆转子(2)同轴连接一对非正交齿轮:左传动齿轮(4)和右传动齿轮(5);在工作状态下,左传动齿轮(4)的旋转轴和锥形阳螺杆转子(1)的旋转轴OP重合,右传动齿轮(5)的旋转轴和锥形阴螺杆转子(2)的旋转轴OQ重