本發(fā)明涉及流體機械總成結構，具體涉及一種齒環(huán)結構氣體壓縮或膨脹裝置。

背景技術：

螺桿壓縮機(膨脹機)是一種容積式回轉(zhuǎn)壓縮機(膨脹機)，螺桿結構相互嚙合形成的密封腔體積大小會在運動過程發(fā)生周期性改變，從而實現(xiàn)氣體的壓縮與膨脹。螺桿壓縮機具有平衡性好，無需吸排氣閥，結構緊湊，排量大等優(yōu)點。但螺桿壓縮機(膨脹機)工作時需要很小的間隙(可達微米級)，且螺桿轉(zhuǎn)子齒面是一個空間曲面，轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與機殼之間需要很高的配合精度，需用特制的刀具在專用設備上進行加工，相應的軸承、齒輪、軸封也都需要很高的精度，使得造價貴，且加工、安裝不方便。現(xiàn)有的螺桿壓縮機(膨脹機)按結構可分為單螺桿壓縮機(膨脹機)與雙螺桿壓縮機(膨脹機)，兩種類型的壓縮機(膨脹機)都存在上述的優(yōu)缺點。其中，單螺桿壓縮機(膨脹機)還存在星輪片易磨損，作為膨脹機需外加動力啟動的問題，雙螺桿壓縮機(膨脹機)同樣存在作為膨脹機需外加動力啟動的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術中的問題，提供一種齒環(huán)結構氣體壓縮或膨脹裝置，該裝置結構緊湊，加工及安裝方便，并且節(jié)能高效，用于氣體膨脹時不需要外部齒輪驅(qū)動。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明齒環(huán)結構氣體壓縮或膨脹裝置包括由前機殼與后機殼組成的密封腔體，所述的密封腔體內(nèi)部設置有用于外接動力輸入設備的聯(lián)動軸，且聯(lián)動軸通過支撐架固定連接環(huán)形齒套，環(huán)形齒套的內(nèi)壁上均勻布置有多個齒環(huán)葉片，齒環(huán)葉片與設置在環(huán)形齒套內(nèi)部的星輪相嚙合；所述的星輪通過軸承固定組件安裝在后機殼上，且后機殼上開設用于提供星輪旋轉(zhuǎn)空間的缺口；所述的前機殼與后機殼上均開設有氣孔。

所述的前機殼為碗型殼體，其底面開設有用于聯(lián)動軸伸出的通孔，側壁上開設有第二氣孔；所述的后機殼采用能夠扣合在前機殼端面上的圓臺型殼體，其凸臺部分開設缺口并安裝引流模塊，所述的引流模塊正對氣流開設導氣口，導氣口連接引流模塊的內(nèi)部空腔，空腔與開設在后機殼底面上的第一氣孔連通。

所述的引流模塊側壁、環(huán)形齒套、與引流模塊側壁外形相同的上密封板以及底密封板形成局部包圍齒環(huán)葉片的氣體運輸結構。所述的軸承固定組件包括星輪軸，星輪軸上安裝有星輪定位板以及與星輪相配合的星輪架，星輪軸兩端通過軸承安裝在軸承支板上。

所述的星輪與齒環(huán)葉片之間采用平面直線嚙合、平面曲線嚙合、空間曲線嚙合或空間曲面嚙合。當星輪與齒環(huán)葉片之間采用平面直線嚙合、平面曲線嚙合或空間曲線嚙合時，環(huán)形齒套的下表面為圓弧繞軸旋轉(zhuǎn)形成的面；當星輪與齒環(huán)葉片之間采用空間曲面嚙合時，環(huán)形齒套的下表面采用葉片齒根面與星輪齒頂面的包絡面。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：作為外圈轉(zhuǎn)子的齒環(huán)葉片與作為內(nèi)圈轉(zhuǎn)子的星輪交叉旋轉(zhuǎn)，從而引起壓縮腔容積的變化，葉片不斷推動工作流體運動，實現(xiàn)了氣體的壓縮或膨脹，無需設置吸排氣閥，使得壓縮機加工和安裝方便，減少了易損件，具有結構緊湊，排量大等優(yōu)點。同時，采用齒環(huán)結構，能夠?qū)⒏鱾€葉片分別加工、安裝，降低了加工及安裝難度。相比于單螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子與星輪之間采用內(nèi)嚙合的方式，本發(fā)明的轉(zhuǎn)子與星輪之間采用外嚙合的方式，作為壓縮機與作為膨脹機的工作方式相同，僅將進氣孔與排氣孔的位置對調(diào)即可，作為膨脹機使用時動力矩大，有效解決了膨脹機啟動不便的問題。

附圖說明

圖1本發(fā)明第一視角的整體結構爆炸示意圖；

圖2本發(fā)明第二視角的整體結構爆炸示意圖；

圖3本發(fā)明轉(zhuǎn)子部分的結構爆炸示意圖；

圖4本發(fā)明齒環(huán)結構組裝示意圖；

附圖中：10-前機殼；11-后機殼；20-聯(lián)動軸；21-支撐架；30-引流模塊側壁；31-上密封板；32-底密封板；40-環(huán)形齒套；41-齒環(huán)葉片；50-星輪；51-星輪齒；52-星輪架；53-星輪軸；54-星輪定位板；55-軸承；56-軸承支板；60-導氣口；61-第一氣孔；62-第二氣孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

參見圖1-4，本發(fā)明齒環(huán)結構氣體壓縮或膨脹裝置包括由前機殼10與后機殼11組成的密封腔體，密封腔體內(nèi)部設置有用于外接動力輸入設備的聯(lián)動軸20，聯(lián)動軸20通過支撐架21固定連接環(huán)形齒套40，環(huán)形齒套40的內(nèi)壁上均勻布置有多個齒環(huán)葉片41，齒環(huán)葉片41與設置在環(huán)形齒套40內(nèi)部的星輪50相嚙合，星輪50與齒環(huán)葉片41之間采用平面直線嚙合、平面曲線嚙合、空間曲線嚙合或空間曲面嚙合。當星輪50與齒環(huán)葉片41之間采用平面直線嚙合、平面曲線嚙合或空間曲線嚙合時，環(huán)形齒套40的下表面為圓弧繞軸旋轉(zhuǎn)形成的面；當星輪50與齒環(huán)葉片41之間采用空間曲面嚙合時，環(huán)形齒套40的下表面采用葉片齒根面與星輪齒頂面的包絡面。星輪50通過軸承固定組件安裝在后機殼11上，且后機殼11上開設用于提供星輪50旋轉(zhuǎn)空間的缺口，軸承固定組件包括星輪軸53，星輪軸53上安裝有星輪定位板54以及與星輪50相配合的星輪架52，星輪軸53兩端通過軸承55安裝在軸承支板56上。

本發(fā)明裝置的前機殼10與后機殼11上均開設有氣孔。前機殼10為碗型殼體，其底面開設有用于聯(lián)動軸20伸出的通孔，側壁上開設有第二氣孔62；后機殼11采用能夠扣合在前機殼10端面上的圓臺型殼體，其凸臺部分開設缺口并安裝引流模塊，引流模塊正對氣流開設導氣口60，導氣口60連接引流模塊的內(nèi)部空腔，空腔與開設在后機殼11底面上的第一氣孔61連通。其中，引流模塊側壁30、環(huán)形齒套40、與引流模塊側壁30外形相同的上密封板31以及底密封板32形成局部包圍齒環(huán)葉片41的氣體運輸結構。

該裝置在作為壓縮機的工作過程中，齒環(huán)作為外圈轉(zhuǎn)子，星輪50作為內(nèi)圈轉(zhuǎn)子，環(huán)形齒套40的齒環(huán)葉片41和星輪50的星輪齒51交叉旋轉(zhuǎn)引起壓縮腔70腔室容積的變化，齒環(huán)葉片41不斷推動工作流體，進而將低壓氣體壓縮成高壓氣體，最后通過導氣口60流經(jīng)第一排氣孔61排出，此外，導氣口60在與壓縮腔接觸之前，多個葉片即已進入引流模塊側壁30、上密封板31、底密封板32所圍成的通路內(nèi)，阻絕了第二氣孔62與壓縮腔的連通，從而第二氣孔62與導氣口60不會連通。由于在壓縮機中不設置氣閥組件，使得壓縮機加工和安裝方便，減少易損件(例如氣閥組件)的同時達到節(jié)能高效的效果。

當該環(huán)形結構總成用在膨脹機中時，結構與壓縮機相同，將進、排氣口對調(diào)即可。

當然，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。