無(wú)油渦旋空氣壓縮膨脹一體機(jī)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、渦旋壓縮機(jī)具有壓縮效率高、運(yùn)行可靠性高、耗能低、噪音低、振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)緊湊、零部件少等突出優(yōu)點(diǎn)，逐漸被應(yīng)用于各類壓縮需求場(chǎng)合。與渦旋壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)相似的渦旋膨脹機(jī)，由于能源危機(jī)以及霧霾、環(huán)境污染等問(wèn)題的出現(xiàn)，逐漸被科研工作者關(guān)注，并在不同的領(lǐng)域有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文在充分分析國(guó)內(nèi)外渦旋壓縮機(jī)、渦旋膨脹機(jī)以及渦旋壓縮膨脹復(fù)合機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了一臺(tái)無(wú)油渦旋空氣壓縮膨脹一體機(jī)。在提供無(wú)油高壓空氣的同時(shí)，利用高能態(tài)廢氣回收能量，以減

2、少系統(tǒng)功耗。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，需要提供無(wú)油高壓空氣，而無(wú)油渦旋空氣壓縮機(jī)可以在不添加任何除油裝置的情況下，可提供無(wú)油高壓空氣。因此，確定以渦旋機(jī)械為基礎(chǔ)，完成了無(wú)油渦旋空氣壓縮膨脹一體機(jī)的方案，并確定基本原理和結(jié)構(gòu)造型，采用渦旋壓縮機(jī)與渦旋膨脹機(jī)共用一個(gè)動(dòng)渦旋盤的結(jié)構(gòu)，以減少能量轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，提高能量回收效率。⑵根據(jù)渦旋壓縮部分與渦旋膨脹部分的設(shè)計(jì)指標(biāo)，渦旋壓縮部分屬于大排量、小壓縮比的特性，利用雙渦旋齒型

3、線的優(yōu)點(diǎn)，在相同盤徑下，可獲得大排量，而壓縮比較小的特征，所以，渦旋壓縮部分采用雙渦旋齒型線；而渦旋膨脹部分受動(dòng)渦旋盤結(jié)構(gòu)影響，采用雙渦旋線結(jié)構(gòu)，將無(wú)法完成一個(gè)完整的膨脹過(guò)程，所以采用單渦旋齒結(jié)構(gòu)。渦旋齒齒頭型線的修正，對(duì)渦旋機(jī)械的性能有著至關(guān)重要的影響。合理的型線修正，可以提高渦旋機(jī)械的排量和壓縮比或膨脹比。雙渦旋齒頭采用了目前通用的修正方法。單渦旋齒齒頭通過(guò)分析對(duì)比PMP型線修正、PMP型線加直線修正以及異形修正，最后采用異形修正以

4、降低渦旋膨脹機(jī)進(jìn)氣孔功率損耗。⑶根據(jù)渦旋壓縮部分和渦旋膨脹部分不同的設(shè)計(jì)原則，完成了無(wú)油渦旋空氣壓縮膨脹一體機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，并借助三維軟件Solid works繪制了所有零件的三維造型圖以及裝配圖，并將關(guān)鍵零件轉(zhuǎn)化為二維機(jī)加工圖紙。⑷渦旋機(jī)械中，進(jìn)氣孔和排氣孔的開(kāi)設(shè)非常重要，其優(yōu)化程度直接影響渦旋機(jī)械的運(yùn)行狀況。針對(duì)渦旋壓縮和渦旋膨脹的不同特征，設(shè)計(jì)了滿足各自需求的進(jìn)氣孔和排氣孔。并對(duì)各自氣流脈動(dòng)情況進(jìn)行了分析，以及膨脹進(jìn)氣孔功率損耗