本发明公开的无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，包括壳体，壳体上设置有进气管，进气管的另一端连通有高压容器，壳体内沿轴向并列设置有静圆盘和中空的圆筒转子，静圆盘远离圆筒转子的一端固定连接有间隙调节杆和泄漏排气管，泄漏排气管与圆筒转子连通，泄漏排气管的另一端连通有低压容器，圆筒转子远离静圆盘的一端轴向固定连接有偏心防自转轴和偏心主轴，偏心防自转轴的另一端与壳体的内壁转动连接，偏心主轴、间隙调节杆和泄漏排气管均伸出于壳体外，偏心主轴位于壳体外的一端连接有电机，泄漏排气管位于壳体外的一端设置有微小质量流量计。本发明可以用来等效涡旋压缩机工作时的轴向间隙泄漏量。
1.一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，包括圆柱形的壳体(1)，壳体(1)连接进气管(2)的一端，进气管(2)的另一端连通有高压容器(3)，壳体(1)内沿轴向并列设置有静圆盘(4)和中空的圆筒转子(5)，壳体(1)、静圆盘(4)和圆筒转子(5)三者的轴线相互平行，静圆盘(4)远离圆筒转子(5)的一端固定连接间隙调节杆(6)和泄漏排气管(7)的一端，泄漏排气管(7)与圆筒转子(5)连通，泄漏排气管(7)的另一端连通有低压容器(8)，圆筒转子(5)远离静圆盘(4)的一端轴向固定连接偏心防自转轴(9)的一端和偏心主轴(10)的一端，偏心防自转轴(9)的另一端与壳体(1)的内壁转动连接，偏心主轴(10)、间隙调节杆(6)和泄漏排气管(7)均伸出于壳体(1)外，偏心主轴(10)位于壳体(1)外的一端连接有电机(11)，泄漏排气管(7)位于壳体(1)外的一端设置有微小质量流量计(12)。
2.如权利要求1所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述泄漏排气管(7)上设置有伸缩节(13)。
3.如权利要求1所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述间隙调节杆(6)位于壳体(1)外的一端设置有位移传感器(14)。
4.如权利要求1所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述偏心防自转轴(9)设置有三个，三个偏心防自转轴(9)与圆筒转子(5)的连接处均匀分布于同一条周线上。
5.如权利要求1或4所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述偏心防自转轴(9)与圆筒转子(5)的连接处均设置有偏心防自转轴轴承(15)，每个偏心防自转轴(9)上靠近偏心防自转轴轴承(15)的位置均设置有偏心防自转轴轴套(16)。
6.如权利要求1所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述偏心主轴(10)与圆筒转子(5)的连接处设置有偏心主轴轴承(17)，偏心主轴(10)上靠近偏心主轴轴承(17)的位置设置有偏心主轴轴套(18)。
7.如权利要求1所述的一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其特征在于，所述偏心主轴(10)、间隙调节杆(6)和泄漏排气管(7)伸出壳体(1)的位置均设置有油毡密封圈(19)；进气管(2)与壳体(1)连接的位置设置有油毡密封圈(19)。
一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台
技术领域
[0001] 本发明属于涡旋压缩机泄漏的实验测试设备技术领域，具体涉及一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台。
背景技术
[0002] 无油涡旋压缩机广泛应用于制冷、真空、医疗、燃料电池和食品领域。泄漏是影响涡旋压缩机性能的主要因素。涡旋压缩机发生泄漏时，高压流体泄入低压腔内，然后又被重新压入高压腔，造成工质被重复压缩，增大了压缩机的耗功，并使其排气温度升高，威胁到压缩机的安全。当高压流体泄入吸气腔或吸气流道时，压缩机的吸气量将降低，导致其容积效率降低。对于真空泵和变频制冷压缩机等特殊工况下的压缩机，泄漏会导致泵的极限真空降低和低转速下制冷量严重下降，导致其无法满足工况要求。因此，研究泄漏流动的影响对于提高涡旋压缩机的性能和可靠性具有重要意义。
[0003] 涡旋压缩机内的泄漏间隙包含径向间隙和轴向间隙，其尺寸范围为5～35μm。径向间隙是指涡齿壁面的间隙。该间隙随着压缩机动盘的转动而移动，间隙两侧的压力和温度参数不断变化，间隙的一侧壁面始终存在着与泄漏方向相反的速度。轴向间隙则指动静盘涡齿和涡底盘之间的间隙，其泄漏流道短，但其沿涡旋渐开线分布，周向长度较长，因此泄漏面积较大。因此对轴向间隙的研究对提高涡旋压缩机的性能具有更重要的影响。
[0004] 轴向间隙泄漏量的预测对涡旋压缩机整机性能的预测具有重要影响。当前研究者多通过建立泄漏模型的方式预测其间隙位置处的泄漏量，但由于泄漏模型对实际的间隙泄漏流动进行了简化，例如忽略了边界的运动、流体和边界的摩擦效应，甚至流动粘性与可压缩性的影响，其预测值需要实验数据对其修正，在预测模型内加入流量系数以使模型的预测更为准确。由于涡旋压缩机在工作时，动盘绕静盘中心平动，因此其轴向间隙也随动盘的运动而移动。并且在涡旋压缩机工作时，多个轴向间隙与径向间隙并存，无法实现对轴向间隙泄漏量的直接测量。当前多通过对轴向间隙静态泄漏量的测量来对泄漏模型进行修正。但是静态泄漏量忽略了动盘移动对泄漏的影响，特别当转速升高时，误差更大。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，能够对涡旋压缩机内轴向泄漏进行等效，测量得涡旋压缩机轴向动间隙的泄漏量，并对泄漏模型进行准确修正，提高泄漏模型的预测精度。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，包括圆柱形的壳体，壳体连接进气管的一端，进气管的另一端连通有高压容器，壳体内沿轴向并列设置有静圆盘和中空的圆筒转子，壳体、静圆盘和圆筒转子三者的轴线相互平行，静圆盘远离圆筒转子的一端固定连接间隙调节杆和泄漏排气管的一端，泄漏排气管与圆筒转子连通，泄漏排气管的另一端连通有低压容器，圆筒转子远离静圆盘的一端轴向固定连接偏心防自转轴的一端和偏心主轴的一端，偏心防自转轴的另一端与壳体的内壁转动连接，偏心主轴、间隙调节杆和泄漏排气管均伸出于壳体外，偏心主轴位于壳体外的一端连接有电机，泄漏排气管位于壳体外的一端设置有微小质量流量计。
[0007] 本发明的特点还在于，
[0008] 泄漏排气管上设置有伸缩节。
[0009] 间隙调节杆位于壳体外的一端设置有位移传感器。
[0010] 偏心防自转轴设置有三个，三个偏心防自转轴与圆筒转子的连接处均匀分布于同一条周线上。
[0011] 偏心防自转轴与圆筒转子的连接处均设置有偏心防自转轴轴承，每个偏心防自转轴上靠近偏心防自转轴轴承的位置均设置有偏心防自转轴轴套。
[0012] 偏心主轴与圆筒转子的连接处设置有偏心主轴轴承，偏心主轴上靠近偏心主轴轴承的位置设置有偏心主轴轴套。
[0013] 偏心主轴、间隙调节杆和泄漏排气管伸出壳体的位置均设置有油毡密封圈；进气管与壳体连接的位置设置有油毡密封圈。
[0014] 本发明的有益效果是：本发明一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其泄漏量可以用来等效涡旋压缩机工作时的轴向间隙泄漏量。通过在该实验台上轴向动间隙泄漏的测试，可以研究涡旋压缩机轴向动间隙泄漏特性，对轴向泄漏量预测模型进行修正。
附图说明
[0015] 图1是本发明一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台的结构示意图；
[0016] 图2是图1中本发明一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台的A-A剖面图。
[0017] 图中，1.壳体，2.进气管，3.高压容器，4.静圆盘，5.圆筒转子，6.间隙调节杆，7.泄漏排气管，8.低压容器，9.偏心防自转轴，10.偏心主轴，11.电机，12.微小质量流量计，13.伸缩节，14.位移传感器，15.偏心防自转轴轴承，16.偏心防自转轴轴套，17.偏心主轴轴承，18.偏心主轴轴套，19.油毡密封圈。
具体实施方式
[0018] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0019] 本发明提供了一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，如图1和图2所示，包括圆柱形的壳体1，壳体1连接进气管2的一端，进气管2与壳体1连接的位置设置有油毡密封圈19，进气管2的另一端连通有高压容器3，壳体1内沿轴向并列设置有静圆盘4和中空的圆筒转子5，壳体1、静圆盘4和圆筒转子5三者的轴线相互平行，静圆盘4远离圆筒转子5的一端固定连接间隙调节杆6和泄漏排气管7的一端，泄漏排气管7与圆筒转子5连通，泄漏排气管7的另一端连通有低压容器8，泄漏排气管7上设置有伸缩节13，用于在调整间隙时，泄漏排气管7能够自由轴向移动，圆筒转子5远离静圆盘4的一端轴向固定连接偏心防自转轴9的一端和偏心主轴10的一端，偏心防自转轴9的另一端与壳体1的内壁通过轴承转动连接，偏心防自转轴9设置有三个，三个偏心防自转轴9与圆筒转子5的连接处均匀分布于同一条周线上，偏心主轴10、间隙调节杆6和泄漏排气管7均伸出于壳体1外，偏心主轴10、间隙调节杆6和泄漏排气管7伸出壳体1的位置均设置有油毡密封圈19，偏心主轴10位于壳体1外的一端连接有电机11，间隙调节杆6位于壳体1外的一端设置有位移传感器14，泄漏排气管7位于壳体1外的一端设置有微小质量流量计12，用于测量泄漏量。
[0020] 偏心防自转轴9与圆筒转子5的连接处均设置有偏心防自转轴轴承15，每个偏心防自转轴9上靠近偏心防自转轴轴承15的位置均设置有偏心防自转轴轴套16，用以保证偏心防自转轴轴承15的轴向定位；偏心主轴10与圆筒转子5的连接处设置有偏心主轴轴承17，偏心主轴10上靠近偏心主轴轴承17的位置设置有偏心主轴轴套18，用以保证偏心主轴轴承17的轴向定位。偏心防自转轴轴承15及偏心主轴轴承17均为角接触轴承，该种设计方法可以保证圆筒转子5的轴向位置能够固定，以保证圆筒转子5和静圆盘4在运动时轴向间隙不变。
[0021] 工作时，电机11驱动偏心的偏心主轴10转动，由于位于偏心主轴10上下位置的三个偏心防自转轴9的防自转限位作用，圆筒转子5在偏心主轴10的带动下模拟涡旋压缩机动盘的运动做平动，高压气体从高压容器3通过进气管2进入壳体1内部形成高压腔，高压气体只能通过圆筒转子5和静圆盘4之间的轴向间隙泄漏进入圆筒转子5和静圆盘4形成的低压腔，泄漏进入低压腔的气体通过泄漏排气管7引流至微小质量流量计12进行测量，间隙调节杆6固定在静圆盘4底部，可以调节静圆盘4和圆筒转子5之间的轴向间隙，间隙调节杆6上有位移传感器14，可以测量间隙调节杆6的位移。伸缩节13位于泄漏排气管7上，当间隙调节杆6调节静圆盘4和圆筒转子5之间的距离时保证泄漏排气管7不会影响间隙的调节，保证轴向间隙的均匀性。
[0022] 本发明相对现有技术还有以下优点：
[0023] 1)在测量过程中，圆筒转子5拟动盘涡圈进行回转运动，因此该实验能够模拟涡旋压缩机动盘在实际工作时轴向泄漏的情况。
[0024] 2)排除了径向间隙及其他泄漏通道的影响，单独测量轴向间隙的泄漏量。
[0025] 3)该实验台能够测量当轴向间隙与间隙壁面移动时，间隙内的泄漏量，并能够调节圆筒转子5运动速度和间隙大小，进出口压力和温度条件，从而完成多种工况下的轴向间隙泄漏量测量。
[0026] 4)由于从涡圈外侧向内侧泄漏，泄漏量的测量只测量泄入涡圈内的流量，对涡圈外侧的动态密封的要求不高，只需要保证外侧的压力稳定即可。
[0027] 通过上述方式，本发明一种无油涡旋压缩机的轴向动隙泄漏等效测试实验台，其泄漏量可以用来等效涡旋压缩机工作时的轴向间隙泄漏量。通过在该实验台上轴向动间隙泄漏的测试，可以研究涡旋压缩机轴向动间隙泄漏特性，对轴向泄漏量预测模型进行修正。
