一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统技术方案

本发明专利技术提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆容积式膨胀机。其利用有机朗肯工质和润滑油混合物在蒸发器中可以分成气态工质和液态润滑油，来完成有机朗肯循环单螺杆膨胀机的润滑系统，使单螺旋膨胀机在最佳润滑条件下工作，有效提高有机朗肯循环效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术膨胀机
，具体涉及一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统。
技术介绍
单螺杆膨胀机是20世纪70年代末发展起来的新型余热发电装置，其原理是蒸汽进入机内齿槽，推动螺杆转动，随着螺杆转动，齿槽间的容积逐渐增大，介质降压降温膨胀做功，最后从齿槽末端排出。目前，单螺杆膨胀机还未配有理想的润滑系统，这对主转子与星轮之间的摩擦和散热十分不利，严重影响了单螺杆膨胀机的功率输出。因此，对于单螺杆膨胀机来说，润滑系统尤为重要。油润滑的方法一般包括：人工加油润滑、滴油润滑和油绳润滑、油环和油链润滑、浸油润滑和飞溅润滑、油雾润滑、压力供油润滑。人工加油润滑是用油壶、油枪直接向需要润滑零件的油孔中注油，而单螺杆膨胀机密封要求较高，不可能在机壳上设计油孔和油道，所以不便采用人工加油润滑的方法。滴油润滑和油绳润滑需要在单螺杆膨胀机的外壳附加油杯，这将影响单螺杆膨胀机的结构设计，并且滴油润滑和油绳润滑的润滑油量较少，不能满足单螺杆膨胀机的润滑需求。油环和油链润滑是在轴上挂一油环或油链，环或链的下部浸在油池内，利用轴转动时的摩擦力，带动油环或油链旋转，将浸在油池中的润滑油带到轴颈上润滑摩擦表面，这种方法不适合齿轮间的润滑。浸油润滑和飞溅润滑都需要润滑零件浸入油池中，零件转动时将润滑油带到润滑部位，对于由主转子和两个星轮组成的传动机构不适合采用此种润滑方法。油雾润滑是以压缩空气为动力，使润滑油雾化，经管道输送到润滑部位，虽然有润滑效果均匀，散热效果好等优点，但是在油雾润滑排出的气体中，含有部分悬浮的微小油粒，对人体的健康有害。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统，利用有机朗肯工质和润滑油混合物在蒸发器中可以分成气态工质和液态润滑油，来完成有机朗肯循环单螺杆膨胀机的润滑系统。为实现上述专利技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器1、工质泵2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆容积式膨胀机5，所述冷凝器1和所述单螺杆容积式膨胀机5首尾连接起来构成循环环路；气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机5相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机5的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机5的注油孔之间还连接有冷却器7，冷却器7采用管道内自然冷却、风冷却或流水冷却等形式，单螺杆容积式膨胀机5由同步发电机6控制。该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是：将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵2加压后，进入蒸发器3，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆容积式膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容积式膨胀机5的气态有机朗肯工质从单螺杆容积式膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环。优选的，所述气液分离器4为旋风分离式或滤芯分离式。优选的，所述蒸发器3内的蒸发温度为80-160℃，蒸发压力为0.7-0.9MPa。优选的，所述冷凝器1内的冷凝温度为20-40℃，冷凝压力为0.3-0.4MPa。优选的，所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2-10wt％的润滑油和90-98wt％的有机朗肯工质组成。所述有机朗肯工质为2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷、正戊烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷按质量比(1-3)：(1-3)：(1-3)的混合物。优选的，所述润滑油为泵领域常规机械润滑油。本专利技术中，2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷，CAS号：146916-90-7；正戊烷，CAS号：109-66-0；1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷，CAS号：1009-93-4。附图说明图1为本专利技术所述有机朗肯循环单螺杆膨胀机润滑系统的结构示意图。图2为测试例2的测试结果线形图。附图标记说明：1-冷凝器；2-工质泵；3-蒸发器；4-气液分离器；5-单螺杆容积式膨胀机；6-同步发电机；7-冷却器。具体实施方式实施例中所述润滑油为欧贝尔WD66的士邦三合一通用型润滑油。实施例1如图1所示，一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器1、工质泵2、蒸发器3、气液分离器4、单螺杆容积式膨胀机5，所述冷凝器1和所述单螺杆容积式膨胀机5首尾连接起来构成循环环路；气液分离器4上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机5相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机5的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机5的注油孔之间还连接有冷却器7，冷却器7采用风冷却，单螺杆容积式膨胀机5由同步发电机6控制。该有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统的工作原理是：将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵2加压后，进入蒸发器3，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器4进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆容积式膨胀机5的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容积式膨胀机5的气态有机朗肯工质从单螺杆容积式膨胀机5的出口排除，进入冷凝器1，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环。所述气液分离器4为旋风分离式。所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由5wt％的润滑油和95wt％的有机朗肯工质组成。所述有机朗肯工质为2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷、正戊烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷按质量比1:1:1的混合物。实施例2同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷、正戊烷按质量比1:1的混合物。实施例3同实施例1，但将有机朗肯工质替换为2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷按质量比1:1的混合物。实施例4同实施例1，但将有机朗肯工质替换为正戊烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷按质量比1:1的混合物。测试例1将所述循环系统的参数设定为：蒸发器3内的蒸发温度为95℃，蒸发压力为0.9MPa。冷凝器1内的冷凝温度为20℃，冷凝压力为0.4MPa。对有机朗肯循环的性能进行测试，测试结果见表1。表1测试例1结果单位质量输出功率(kJ/kg)有机朗肯循环效率(％)实施例115.846.92实施例214.125.06实施例313.235.03实施例413.585.12由表1测试数据可见，本专利技术的使用本系统，有机朗肯循环的单位质量输出功率较高，有机朗肯循环效率高。尤其是实施例1使用了2,3-二氯-1,1,1,3-四氟丙烷、正戊烷、1,1,3,3,5,5-六甲基环三硅氮烷按质量比1:1:1复配的有机朗肯基质，比实施例2-4使用其中任意两种复配效果更好。测试例2将蒸发器3内的蒸发温度依次设定为80、100、120、140、160℃，蒸发压力为0.9MPa。冷凝器1内的冷凝温度为20℃，冷凝压力为0.4MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆容积式膨胀机，所述冷凝器和所述单螺杆容积式膨胀机首尾连接起来构成循环环路；气液分离器上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机的注油孔之间还连接有冷却器，单螺杆容积式膨胀机由同步发电机控制。将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵加压后，进入蒸发器，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器进行分离后，液态润滑油经过油管从注油孔进入单螺杆容积式膨胀机的轴承部位完成润滑作用，之后与直接进入单螺杆容积式膨胀机的气态有机朗肯工质从单螺杆容积式膨胀机的出口排除，进入冷凝器，重新转变为液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进行循环；所述气液分离器为旋风分离式或滤芯分离式。所述蒸发器内的蒸发温度为80‑160℃，蒸发压力为0.7‑0.9MPa。所述冷凝器内的冷凝温度为20‑40℃，冷凝压力为0.3‑0.4MPa。所述有机朗肯工质和润滑油的混合物由2‑10wt％的润滑油和90‑98wt％的有机朗肯工质组成；所述有机朗肯工质为2,3‑二氯‑1,1,1,3‑四氟丙烷、正戊烷、1,1,3,3,5,5‑六甲基环三硅氮烷按质量比(1‑3)：(1‑3)：(1‑3)的混合物。...

【技术特征摘要】
1.一种有机朗肯单螺杆膨胀机润滑系统，包括由工质管道顺次连接的冷凝器、工质泵、蒸发器、气液分离器、单螺杆容积式膨胀机，所述冷凝器和所述单螺杆容积式膨胀机首尾连接起来构成循环环路；气液分离器上设置有气态工质出口和液态润滑油出口，气态工质出口通过所述工质管道与单螺杆容积式膨胀机相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机的注油孔之间用油管相连，液态润滑油出口和单螺杆容积式膨胀机的注油孔之间还连接有冷却器，单螺杆容积式膨胀机由同步发电机控制。将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物经过工质泵加压后，进入蒸发器，将液态的有机朗肯工质和润滑油的混合物进一步加热，有机朗肯工质变为气态，润滑油仍为液态，气态的有机朗肯工质和液态润滑油的混合物进入气液分离器进行分离后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斐芬，
申请(专利权)人：王斐芬，
类型：发明
国别省市：上海;31