一种具备功率平衡功能的膨胀机制造技术

一种具备功率平衡功能的膨胀机，包括膨胀单元

【技术实现步骤摘要】
一种具备功率平衡功能的膨胀机


[0001]本技术属于低温设施设备
，具体涉及一种具备功率平衡功能的膨胀机
。

技术介绍

[0002]上述膨胀机是一种重要的能量转化设备，其能够将流体的压力能或热能转变为机械能，具体来说膨胀机利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功，使气体温度降低而得以获得冷量的机械，按其运动形式和结构形式通常分为两类：活塞膨胀机与透平膨胀机
。
活塞膨胀机主要适用于高压力比和小流量的中小型高
、
中压深低温设备
。
由于透平膨胀机相对于活塞膨胀机而言具有流量大
、
结构简单
、
体积小
、
效率高和运转周期长等特点而被广泛应用于各种低温设备中
。
并且透平膨胀机是利用有一定压力的气体在透平膨胀机内进行绝热膨胀对外做功而消耗气体本身的内能，从而使气体降温降压并达到对外输出轴功的目的，因此透平膨胀机产品作为一种比较成熟的制冷设备产品，在烯烃回收装置
、
流化床催化裂化装置（
FCC
）
、
硝酸装置
、
压缩空气蓄能发电装置（
CAES
）
、
燃料电池发动机中等都有很多的应用
。
透平膨胀机的原理是绝热等熵循环的一种应用，具体来讲当压缩空气流过透平膨胀机膨胀端的叶轮时，压力能变为动能，推动膨胀端叶轮高速旋转，同时气流在膨胀端叶轮中膨胀，从而使膨胀端出口的气流温度急剧下降，产生冷量；之后膨胀端叶轮带动同轴的压缩端叶轮等速旋转
。
而现有的透平膨胀机的膨胀端与压缩端之间大多采用油膜轴承承载传动结构，这种结构主要由膨胀端密封板
、
膨胀端轴承
、
连接轴套
、
压缩端轴承
、
压缩端密封板所组成，在膨胀端叶轮与压缩端叶轮之间还连接中心转子，中心转子设置在连接轴套之中
。
在实际运行时中心转子浮在连接轴套中的润滑油中高速旋转；同时由于在实际的运行过程中，尤其是在起始阶段膨胀端与压缩端之间存在一定的功率差，而高压润滑油能够对中心转子起到一定的制动作用从而消耗膨胀端产生的功率，从而实现膨胀端与压缩端之间的功率平衡
。
但是通过高压润滑油进行制动存在诸多问题，首先由于润滑油的不稳定性会导致中心转子的转速不稳定，容易波动并破坏中心转子的平衡，造成压缩端叶轮运行的不稳定，这种情况又会反过来加速损坏轴承型面，造成恶性循环，最终导致设备损坏，使用寿命不长；此外，由于这种结构依靠高压润滑油来承载中心转子，因此对于润滑油的要求非常高，产品运行日常维护和操作中对于润滑油的供油量和油温都有严格要求，并需要时刻控制润滑油的油量和油温，这使得日常使用以及维护非常麻烦，也使得运行成本进一步提高，并且生产制造成本高
。
[0003]鉴于上述已有技术，有必要对现有的膨胀机结构加以合理的改进
。
为此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的
。

技术实现思路

[0004]本技术的任务在于提供一种结构简单
、
可靠耐用
、
使用维护方便
、
运行成本低，有利于在膨胀单元与压缩单元之间通过增设高速发电机来平衡两端运行功率差，从而
摒弃传统高压润滑油的制动方式由此保障设备运行的稳定安全性，有助于提升传动效果并提高工作效率的具备功率平衡功能的膨胀机
。
[0005]本技术的任务是这样来完成的，一种具备功率平衡功能的膨胀机，包括有膨胀单元
、
压缩单元与高速发电机，所述膨胀单元与压缩单元同轴设置，且所述高速发电机连接在膨胀单元和压缩单元之间并与两者实现连接；其中，所述膨胀单元包括有一膨胀端蜗壳与一膨胀端叶轮，而所述压缩单元也包括有一压缩端蜗壳与一压缩端叶轮，所述膨胀端叶轮设置在膨胀端蜗壳内部靠近于所述高速发电机的端部位置处并与膨胀端蜗壳实现转动连接，而所述压缩端叶轮同样设置在压缩端蜗壳内部靠近于所述高速发电机的端部位置处并与该压缩端蜗壳实现转动连接；所述高速发电机内部设置有一发电机膨胀端转轴，该发电机膨胀端转轴的长度方向在朝向所述膨胀端叶轮的端部端面上形成有转轴齿纹面，所述膨胀端叶轮的背面轴心处通过该转轴齿纹面与发电机膨胀端转轴本体实现啮合连接，而在该膨胀端叶轮的中心位置处还固定穿设有一锁附螺栓，且该发电机膨胀端转轴的长度方向在朝向所述膨胀端叶轮的端部上还向内凹设有一转轴螺纹孔，所述锁附螺栓的一端端部探入到该转轴螺纹孔内并与之实现螺纹配合，从而实现膨胀端叶轮与发电机膨胀端转轴的传动连接；而在所述高速发电机的靠近压缩端蜗壳的端部还穿设有一发电机压缩端转轴，该发电机压缩端转轴与所述压缩端叶轮之间通过一穿设在压缩端叶轮之中的压缩端叶轮连接螺栓连接在一起，从而实现压缩端叶轮与发电机压缩端转轴的传动连接
。
[0006]在本技术的一个具体的实施例中，在所述膨胀端蜗壳的对应于所述高速发电机的一端端部连接有一膨胀端法兰连接板，而在所述压缩端蜗壳的对应于所述高速发电机的一端端部同样连接有一压缩端法兰连接板，所述高速发电机的两端端部分别与膨胀端法兰连接板以及压缩端法兰连接板连接安装在一起，从而实现所述高速发电机与膨胀端蜗壳以及压缩端蜗壳的连接
。
[0007]在本技术的又一个具体的实施例中，在所述膨胀端法兰连接板的内部还安装有一膨胀端轴承套，且在该膨胀端轴承套的内壁上构成有膨胀端迷宫密封件，所述膨胀端轴承套通过该膨胀端迷宫密封件实现与所述发电机膨胀端转轴的密封配合；同样的，在所述压缩端法兰连接板的内部也安装有一压缩端轴承套，且在该压缩端轴承套的内壁上也构成有压缩端迷宫密封件，所述压缩端轴承套通过该压缩端迷宫密封件实现与所述发电机压缩端转轴的密封配合
。
[0008]在本技术的另一个具体的实施例中，在所述膨胀端蜗壳内部设有膨胀端蜗道，且在所述膨胀端蜗壳上还设置有与膨胀端蜗道相连通的膨胀端进气口，而在膨胀端蜗壳内部还设置有一与所述膨胀端叶轮相对应的膨胀端出气口，该膨胀端出气口以并行于膨胀端蜗壳本体的轴向方向延伸设置；同样的，在所述压缩端蜗壳内部也设有压缩端蜗道，且在所述压缩端蜗壳上还设置有与压缩端蜗道相连通的压缩端进气口，而在压缩端蜗壳内部还设置有一与所述压缩端叶轮相对应的压缩端出气口，该压缩端出气口同样以并行于压缩端蜗壳本体的轴向方向延伸设置
。
[0009]在本技术的再一个具体的实施例中，在所述锁附螺栓上设置有一锁附螺母，该锁附螺母固定安装在膨胀端叶轮的远离所述高速发电机的一端端部，所述膨胀端叶轮与锁附螺母配合安装在一起，所述锁附螺栓通过该锁附螺母固定安装在膨胀端叶轮上
。
[0010]在本技术的还有一个具体的实施例中，所述膨胀单元还包括有一设置在所述
膨胀端蜗壳内部的喷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具备功率平衡功能的膨胀机，其特征在于：包括有膨胀单元
(1)、
压缩单元
(2)
与高速发电机
(3)
，所述膨胀单元
(1)
与压缩单元
(2)
同轴设置，且所述高速发电机
(3)
连接在膨胀单元
(1)
和压缩单元
(2)
之间并与两者实现连接；其中，所述膨胀单元
(1)
包括有一膨胀端蜗壳
(11)
与一膨胀端叶轮
(12)
，而所述压缩单元
(2)
也包括有一压缩端蜗壳
(21)
与一压缩端叶轮
(22)
，所述膨胀端叶轮
(12)
设置在膨胀端蜗壳
(11)
内部靠近于所述高速发电机
(3)
的端部位置处并与膨胀端蜗壳
(11)
实现转动连接，而所述压缩端叶轮
(22)
同样设置在压缩端蜗壳
(21)
内部靠近于所述高速发电机
(3)
的端部位置处并与该压缩端蜗壳
(21)
实现转动连接；所述高速发电机
(3)
内部设置有一发电机膨胀端转轴
(31)
，该发电机膨胀端转轴
(31)
的长度方向在朝向所述膨胀端叶轮
(12)
的端部端面上形成有转轴齿纹面
(311)
，所述膨胀端叶轮
(12)
的背面轴心处通过该转轴齿纹面
(311)
与发电机膨胀端转轴
(31)
本体实现啮合连接，而在该膨胀端叶轮
(12)
的中心位置处还固定穿设有一锁附螺栓
(121)
，且该发电机膨胀端转轴
(31)
的长度方向在朝向所述膨胀端叶轮
(12)
的端部上还向内凹设有一转轴螺纹孔
(312)
，所述锁附螺栓
(121)
的一端端部探入到该转轴螺纹孔
(312)
内并与之实现螺纹配合，从而实现膨胀端叶轮
(12)
与发电机膨胀端转轴
(31)
的传动连接；而在所述高速发电机
(3)
的靠近压缩端蜗壳
(21)
的端部还穿设有一发电机压缩端转轴
(32)
，该发电机压缩端转轴
(32)
与所述压缩端叶轮
(22)
之间通过一穿设在压缩端叶轮
(22)
之中的压缩端叶轮连接螺栓
(221)
连接在一起，从而实现压缩端叶轮
(22)
与发电机压缩端转轴
(32)
的传动连接
。2.
根据权利要求1所述的一种具备功率平衡功能的膨胀机，其特征在于：在所述膨胀端蜗壳
(11)
的对应于所述高速发电机
(3)
的一端端部连接有一膨胀端法兰连接板
(111)
，而在所述压缩端蜗壳
(21)
的对应于所述高速发电机
(3)
的一端端部同样连接有一压缩端法兰连接板
(211)
，所述高速发电机
(3)
的两端端部分别与膨胀端法兰连接板
(111)
以及压缩端法兰连接板
(211)
连接安装在一起，从而实现所述高速发电机
(3)
与膨胀端蜗壳
(11)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁泓，戈子文，朱道祥，杨雁，钱沈，
申请(专利权)人：联优机械常熟有限公司，
类型：新型
国别省市：