無油渦旋空氣壓縮膨脹一體機的設(shè)計與研究.pdf

1、渦旋壓縮機具有壓縮效率高、運行可靠性高、耗能低、噪音低、振動小、結(jié)構(gòu)緊湊、零部件少等突出優(yōu)點，逐漸被應用于各類壓縮需求場合。與渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)相似的渦旋膨脹機，由于能源危機以及霧霾、環(huán)境污染等問題的出現(xiàn)，逐漸被科研工作者關(guān)注，并在不同的領(lǐng)域有了越來越廣泛的應用。本文在充分分析國內(nèi)外渦旋壓縮機、渦旋膨脹機以及渦旋壓縮膨脹復合機的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)計指標，設(shè)計了一臺無油渦旋空氣壓縮膨脹一體機。在提供無油高壓空氣的同時，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)計要求，需要提供無油高壓空氣，而無油渦旋空氣壓縮機可以在不添加任何除油裝置的情況下，可提供無油高壓空氣。因此，確定以渦旋機械為基礎(chǔ)，完成了無油渦旋空氣壓縮膨脹一體機的方案，并確定基本原理和結(jié)構(gòu)造型，采用渦旋壓縮機與渦旋膨脹機共用一個動渦旋盤的結(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)計指標，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，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渦旋盤結(jié)構(gòu)影響，采用雙渦旋線結(jié)構(gòu)，將無法完成一個完整的膨脹過程，所以采用單渦旋齒結(jié)構(gòu)。渦旋齒齒頭型線的修正，對渦旋機械的性能有著至關(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。單渦旋齒齒頭通過分析對比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、降低渦旋膨脹機進氣孔功率損耗。⑶根據(jù)渦旋壓縮部分和渦旋膨脹部分不同的設(shè)計原則，完成了無油渦旋空氣壓縮膨脹一體機的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計，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)化為二維機加工圖紙。⑷渦旋機械中，進氣孔和排氣孔的開設(shè)非常重要，其優(yōu)化程度直接影響渦旋機械的運行狀況。針對渦旋壓縮和渦旋膨脹的不同特征，設(shè)計了滿足各自需求的進氣孔和排氣孔。并對各自氣流脈動情況進行了分析，以及膨脹進氣孔功率損耗