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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CN109458226A(43)申请公布日2019.03.12(21)申请号201811592378.X(22)申请日2018.12.25(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)发明人王君沙润东武萌冯浩志陈志凯李宏鑫(51)Int.Cl.F01C21/08(2006.01)F01C1/16(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种双螺杆膨胀机的变截面螺杆转子(57)摘要本发明公开了一种双螺杆膨胀机的变截面螺杆转子,左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)呈锥形,齿数比为5:3;从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ),左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)的齿高逐渐增大,螺距逐渐增大,中心距保持不变;左螺杆转子(1)的左截面型线(101)和右螺杆转子(2)的右截面型线(201)在任意轴向位置处都不相同,但两截面型线组成曲线的类型和数目相同,且相邻两段曲线之间光滑连接;左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)能够实现正确的啮合,同时所形成的工作腔容积从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ)逐渐增大;所提出的锥形螺杆转子具有较大的内容积比和膨胀比,其适用范围和领域更广。CN109458226ACN109458226A权利要求书1/2页1.一种双螺杆膨胀机的变截面螺杆转子,包括左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2),其特征是:左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)呈锥形,齿数比为5:3;从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ),左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)的齿高逐渐增大,螺距逐渐增大,两螺杆转子的中心距不变;从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ),左螺杆转子(1)的左截面型线(101)和右螺杆转子(2)的右截面型线(201)都连续变化,但是在任意轴向位置处两截面型线组成曲线的类型和数目相同;左螺杆转子(1)的左截面型线(101)上的齿型包括5段曲线,分别为:第一连接圆弧AB、第一摆线等距曲线BC、第二摆线等距曲线CD、第二连接圆弧DE和左齿顶圆弧EF,都在节圆以内,齿型对称,齿数为5,相邻两段曲线之间光滑连接,不存在不光滑连接点;从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ),左螺杆转子(1)的左截面型线(101)上的左齿根圆半径R1c逐渐减小,左齿根圆半径R1c随左螺旋展开角τ1的变化而连续变化,满足以下方程:式中:R1cs、R1cd—分别为左截面型线(101)在进气端(Ⅰ-Ⅰ)和排气端(Ⅴ-Ⅴ)处的齿根圆半径,mm;k1、k2—变螺距参数;n—螺距数;在任意轴向位置处,左螺杆转子(1)的左截面型线(101)上的左齿顶圆半径R1a、左节圆半径R1b、第一连接圆弧AB半径R1d和第二连接圆弧DE半径R1e不变,且满足:R1d=c1R1e=c2式中:A—两螺杆转子的中心距,mm;c1、c2—常量,mm;左齿顶圆半径R1a与左节圆半径R1b相等;右螺杆转子(2)的右截面型线(201)上的齿型包括5段曲线,分别为:第三摆线等距曲线GH、第三连接圆弧HI、第四连接圆弧IJ、第四摆线等距曲线JK和右齿根圆弧KL,都在节圆以外,齿型对称,齿数为3,相邻两段组成曲线之间光滑连接,不存在不光滑连接点;右螺杆转子(2)的右截面型线(201)上的右齿顶圆半径R2a、第三连接圆弧HI半径R2f和第四连接圆弧IJ半径R2g随左螺杆转子(1)的左截面型线(101)的变化而连续变化,满足以下方程:R2a(τ1)=A-R1c(τ1)R2f(τ1)=k3[R1a-R1c(τ1)]R2g(τ1)=k4[R1a-R1c(τ1)]式中:k3、k4—半径参数;在任意轴向位置处,右螺杆转子(2)的右截面型线(201)上的右节圆半径R2b和右齿根圆半径R2c不变,且满足:2CN109458226A权利要求书2/2页右节圆半径R2b与右齿根圆半径R2c相等。2.如权利要求1所述的一种双螺杆膨胀机的变截面螺杆转子,其特征是:在左螺杆转子(1)和右螺杆转子(2)的传动比为3:5的异向双回转运动中,在任意轴向位置处,左螺杆转子(1)的左截面型线(101)和右螺杆转子(2)的右截面型线(201)都能够实现正确的啮合;左螺杆转子(1)的左截面型线(101)上的第一连接圆弧AB、第一摆线等距曲线BC、第二摆线等距曲线CD、第二连接圆弧DE、左齿顶圆弧EF,分别与右螺杆转子(2)的右截面型线(201)上的第三摆线等距曲线GH、第三连接圆弧HI、第四连接圆弧IJ、第四摆线等距曲线JK和右齿根圆弧KL能够实现正确的啮合。3.如权利要求1所述的一种双螺杆膨胀机的变截面螺杆转子,其特征是:左螺杆转子(1)是由左截面型线(101)从进气端(Ⅰ-Ⅰ)到排气端(Ⅴ-Ⅴ)沿左变螺距螺旋线展开形成的;