大功率混合制动膨胀机制造技术

本发明专利技术涉及一种大功率混合制动膨胀机，它包括膨胀机主轴、膨胀端和风机制动端，膨胀机主轴包括主轴及主轴机壳，主轴两端分别通过轴承与主轴机壳两端转动连接，并分别与膨胀端和风机制动端传动连接，膨胀机主轴上设有至少一个主轴油制动器，主轴油制动器包括环形制动体及制动体进油管道，主轴与环形制动体转动连接，环形制动体内环壁上设有与制动体进油管道连通的环形制动油槽，主轴机壳设有供油回油口；与现有技术相比，本发明专利技术产品综合利用主轴油制动器和风机制动端制动，在低温装置工艺设计无法使用增压制动膨胀机又需要大功率制动效果时，能更好的满足膨胀端大负荷运行需求，制动功率可达200kw，并可根据膨胀端实际运行负荷进行调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及透平膨胀机领域，尤其涉及一种非增压制动方式的膨胀机。
技术介绍
透平膨胀机是实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械，气体工质在膨胀过程获得低温，同时对外作功，因此对于膨胀机的应用包含两个功效：获得低温冷量和回收能量(对外作的功)；无论哪一种膨胀机同轴另一端都需要制动端，将膨胀机输出的功吸收同时控制膨胀机运行转速。目前，透平膨胀机制动端有透平压缩机(增压)、发电机、油制动器、风机制动器等，一般为了能量的充分利用，都会采用透平压缩机作制动端即增压制动，但是，部分低温装置特殊性流程设计时没有合适的工艺气体增压回收能量来制动膨胀机，此时只能采用油制动或风机制动这种能量消耗型制动方式。然而，风机制动是由同轴膨胀端旋转带动风机轮旋转，直接从环境中大气吸入空气，将压力提高后再直接排入大气，调节出口管路上的阀门改变吸气量和排气压力来调整制动负荷，通常制动功率在50kw以下，即使改变膨胀端机型大小，最大制动功率也只能达到100kw；油制动器是在膨胀端同轴悬挂一制动轮，在转子和定子之间通入一定压力的润滑油，通过摩擦将膨胀端输出的功转换为热量，由润滑油带到油冷却器中冷却，调节供油油量和油压即可改变透平膨胀机的制动负荷和转速，虽然与风机制动相比，具有噪声小、体积小、操作简便、调节范围广等特点，但是制动功率一般也在50kw以下；可见，无论是风机制动或油制动器都受制动功率所限，都无法用于制动大功率透平膨胀机，无法满足部分低温装置的特殊性流程设计。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种在低温装置工艺设计无法使用增压制动方式膨胀机又需要大功率制动效果的情况下，能够更好的满足膨胀端大负荷运行需求的大功率混合制动膨胀机。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种大功率混合制动膨胀机，它包括膨胀机主轴以及同轴设置在所述膨胀机主轴两端的膨胀端和风机制动端，所述膨胀机主轴包括主轴以及围绕在所述主轴四周的主轴机壳，所述主轴的两端分别通过膨胀端轴承和制动端轴承与所述主轴机壳的两端轴向转动连接，并分别与所述膨胀端和所述风机制动端传动连接，所述膨胀机主轴上设有至少一个主轴油制动器，所述主轴油制动器包括位于所述主轴机壳内且与所述主轴同轴设置的环形制动体以及位于所述主轴机壳外的制动体进油管道，所述环形制动体与所述主轴机壳的内壁固定连接，所述主轴与所述环形制动体轴向转动连接，所述环形制动体的内环壁上同轴设置有环形制动油槽，所述制动体进油管道穿过所述主轴机壳与所述环形制动体固定连接，并延伸至所述环形制动体内部与所述环形制动油槽连通，所述主轴机壳上还设有与所述主轴机壳内部连通的供油回油口。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术产品增设主轴油制动器，将主轴作为转子，环形制动体作为定子，并设有制动体进油管道和环形制动油槽，转子与定子之间相对运动产生摩擦，通过对制动体进油管道和环形制动油槽通入一定压力的制动油，能够更好的保证有足够的制动油流量来制动和散热，制动油在转子与定子之间的间隙中不但能依靠自身的粘滞力来制动，而且能通过油路回路带走消耗摩擦产生的热量从而达到制动的目的，还能保证制动油温度不会超高而损坏油品和零件，同时，与膨胀端同轴的另一端为风机制动端，当膨胀端气体膨胀推动主轴高速旋转时，风机制动端可以从入口吸入空气进行压缩，消耗同轴输出的能量，二者联合制动可更好的满足大功率膨胀机组的运行要求，这样在低温装置工艺设计无法使用增压制动方式膨胀机又需要大功率制动效果的情况下，能够更好的满足膨胀端大负荷运行需求，膨胀机制动功率可达到200kw，而通过增减主轴上主轴油制动器的数量，还可以调节膨胀机的制动功率，从而满足膨胀端的不同情况下的实际运行负荷，更加方便使用，适用范围更广。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。作为本专利技术的一种优选实施方式，所述膨胀机主轴上设有用于测量膨胀机转速的测速口以及用于测量膨胀机振动状况的测振口。采用上述优选方案的有益效果是：更加方便测量膨胀机转速和振动状况。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述膨胀端轴承与所述膨胀端之间设有起密封作用的膨胀端轴封，所述制动端轴承与所述风机制动端之间设有起密封作用的制动端轴封。采用上述优选方案的有益效果是：通过轴封将主轴机壳内腔分别与膨胀端、制动端隔开，能够更加有效的避免工质气体从膨胀端进入主轴机壳内腔，避免空气从制动端进入主轴机壳内腔，避免制动油或轴承上的润滑油从主轴机壳内腔流入膨胀端或制动端，从而更好的保证膨胀机组运行的稳定性和可靠性。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述膨胀端包括膨胀机蜗壳、膨胀叶轮以及可防止滑动盘卡死且有效消除滑动盘和喷嘴叶片之间滑动间隙的可调喷嘴，所述可调喷嘴和所述膨胀叶轮相对于所述主轴从外向内同轴设置于所述膨胀机蜗壳内，所述可调喷嘴与所述膨胀机蜗壳的内壁固定连接，所述膨胀机蜗壳上设有供工质气体进出的膨胀机进口和膨胀机出口，所述风机制动端包括风机排气蜗壳以及位于所述风机排气蜗壳内的风机叶轮，所述风机排气蜗壳上设有供空气进出的制动风机进口和制动风机出口，所述主轴机壳的两端分别与所述膨胀机蜗壳和所述风机排气蜗壳固定连接，所述主轴的两端分别与所述膨胀叶轮和所述风机叶轮同轴传动连接。采用上述优选方案的有益效果是：结构更加紧凑，生产制造更加简单，投入成本更低，制动效果更好。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述风机排气蜗壳内还设有与所述风机叶轮对应的风机吸气导向盖，所述风机吸气导向盖呈筒状，且同轴设置于所述风机叶轮远离所述主轴的一侧。采用上述优选方案的有益效果是：风机制动端从入口吸入空气进行压缩更加方便，效率更高，消耗同轴输出的能量的效率也更高，制动效果更好。作为本专利技术的另一种优选实施方式，所述可调喷嘴包括可改变喷嘴通道面积的多个喷嘴叶片、呈环状的定位盘、呈环状的滑动盘和呈环状的导流器盖板，所述导流器盖板、所述滑动盘和所述定位盘同轴设置且相互匹配，所述导流器盖板和所述定位盘分别位于所述滑动盘的两侧，全部所述喷嘴叶片均位于所述滑动盘与所述定位盘之间，且沿所述定位盘圆周方向均匀分布，每个所述喷嘴叶片一侧与所述定位盘紧密贴合并转动连接，另一侧与所述滑动盘紧密贴合并滑动连接，所述滑动盘靠近所述导流器盖板的一侧垂直设有可带动所述滑动盘做弧线运动的传动销，所述导流器盖板上设有与所述传动销对应的传动滑槽，所述传动销从所述传动滑槽穿出且可在所述传动滑槽内滑动；所述导流器盖板靠近所述滑动盘的一侧和所述滑动盘靠近所述导流器盖板的一侧同轴设置有可相互扣合连接的盖板凸环和滑动盘凸环，且所述导流器盖板靠近所述滑动盘的一侧沿圆周方向还设有多个可抵压在所述滑动盘侧面的弹力碰珠，所述导流器盖板的外环边缘设有向所述滑动盘和定位盘延伸的盖板侧壁，所述盖板侧壁覆盖所述滑动盘并与所述定位盘可拆固定连接。采用上述优选方案的有益效果是：可调喷嘴结构更加紧凑，制造组装更加简单，投入成本更低，使用更加方便，导流器盖板内侧的弹力碰珠可抵压在滑动盘靠近它的一侧，弹力碰珠的弹力可将滑动盘压向喷嘴叶片，喷嘴叶片会继续压向定位盘，使得喷嘴叶片的两侧由于受压而贴紧滑动盘和定位盘，从而消除滑动盘和喷嘴叶片之间的滑动间隙，始终将滑动间隙保留在导流器盖板与滑动盘之间，这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率混合制动膨胀机，其特征在于，它包括膨胀机主轴(1)以及同轴设置在所述膨胀机主轴(1)两端的膨胀端(2)和风机制动端(3)，所述膨胀机主轴(1)包括主轴(4)以及围绕在所述主轴(4)四周的主轴机壳，所述主轴(4)的两端分别通过膨胀端轴承(5)和制动端轴承(6)与所述主轴机壳的两端轴向转动连接，并分别与所述膨胀端(2)和所述风机制动端(3)传动连接，所述膨胀机主轴(1)上设有至少一个主轴油制动器，所述主轴油制动器包括位于所述主轴机壳内且与所述主轴(4)同轴设置的环形制动体(7)以及位于所述主轴机壳外的制动体进油管道(9)，所述环形制动体(7)与所述主轴机壳的内壁固定连接，所述主轴(4)与所述环形制动体(7)轴向转动连接，所述环形制动体(7)的内环壁上同轴设置有环形制动油槽(8)，所述制动体进油管道(9)穿过所述主轴机壳与所述环形制动体(7)固定连接，并延伸至所述环形制动体(7)内部与所述环形制动油槽(8)连通，所述主轴机壳上还设有与所述主轴机壳内部连通的供油回油口(10)。

【技术特征摘要】
1.一种大功率混合制动膨胀机，其特征在于，它包括膨胀机主轴(1)以及同轴设置在所述膨胀机主轴(1)两端的膨胀端(2)和风机制动端(3)，所述膨胀机主轴(1)包括主轴(4)以及围绕在所述主轴(4)四周的主轴机壳，所述主轴(4)的两端分别通过膨胀端轴承(5)和制动端轴承(6)与所述主轴机壳的两端轴向转动连接，并分别与所述膨胀端(2)和所述风机制动端(3)传动连接，所述膨胀机主轴(1)上设有至少一个主轴油制动器，所述主轴油制动器包括位于所述主轴机壳内且与所述主轴(4)同轴设置的环形制动体(7)以及位于所述主轴机壳外的制动体进油管道(9)，所述环形制动体(7)与所述主轴机壳的内壁固定连接，所述主轴(4)与所述环形制动体(7)轴向转动连接，所述环形制动体(7)的内环壁上同轴设置有环形制动油槽(8)，所述制动体进油管道(9)穿过所述主轴机壳与所述环形制动体(7)固定连接，并延伸至所述环形制动体(7)内部与所述环形制动油槽(8)连通，所述主轴机壳上还设有与所述主轴机壳内部连通的供油回油口(10)。2.根据权利要求1所述的大功率混合制动膨胀机，其特征在于，所述膨胀机主轴(1)上设有用于测量膨胀机转速的测速口以及用于测量膨胀机振动状况的测振口。3.根据权利要求1所述的大功率混合制动膨胀机，其特征在于，所述膨胀端轴承(5)与所述膨胀端(2)之间设有起密封作用的膨胀端轴封(14)，所述制动端轴承(6)与所述风机制动端(3)之间设有起密封作用的制动端轴封(17)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的大功率混合制动膨胀机，其特征在于，所述膨胀端(2)包括膨胀机蜗壳(11)、膨胀叶轮(13)以及可防止滑动盘(23)卡死且有效消除滑动盘(23)和喷嘴叶片(25)之间滑动间
\t隙的可调喷嘴(12)，所述可调喷嘴(12)和所述膨胀叶轮(13)相对于所述主轴(4)从外向内同轴设置于所述膨胀机蜗壳(11)内，所述可调喷嘴(12)与所述膨胀机蜗壳(11)的内壁固定连接，所述膨胀机蜗壳(11)上设有供工质气体进出的膨胀机进口(15)和膨胀机出口(16)，所述风机制动端(3)包括风机排气蜗壳以及位于所述风机排气蜗壳内的风机叶轮(18)，所述风机排气蜗壳上设有供空气进出的制动风机进口(20)和制动风机出口(21)，所述主轴机壳的两端分别与所述膨胀机蜗壳(11)和所述风机排气蜗壳固定连接，所述主轴(4)的两端分别与所述膨胀叶轮(13)和所述风机叶轮(18)同轴传动连接。5.根据权利要求4所述的大功率混合制动膨胀机，其特征在于，所述风机排气蜗壳内还设有与所述风机叶轮(18)对应的风机吸气导向盖(19)，所述风机吸气导向盖(19)呈筒状，且同轴设置于所述风机叶轮(18)远离所述主轴(4)的一侧。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁俊，郝群，
申请(专利权)人：四川泰博流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51