[发明专利]增压透平膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压透平膨胀机，尤其是一种使用气体轴承的增压透平膨胀机。 

背景技术

增压透平膨胀机是空气分离设备及天然气石油气液化分离设备和低温粉碎设备等获取冷量所必需的关键部机，是保证整套设备稳定运行的心脏。其主要原理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，从而使气体自身强烈地冷却而达到制冷的目的。透平膨胀机输出的能量由同轴压缩机回收或制动风机消耗。 

增压透平膨胀机包括一个中间壳体，中间壳体的左端安装透平蜗壳、右端安装有增压机蜗壳，中间壳体内设有转子，在转子的两端分别在透平蜗壳和增压机蜗壳内设置有膨胀轮和增压轮。目前的增压透平膨胀机用于支撑膨胀轮和增压轮的一般采用油轴承，而这种结构会带来很多的不便。由于油轴承的工作介质是润滑油，而在膨胀机的工作过程中润滑油有可能从膨胀端的出口处泄露出来，此时润滑油就和空气接触，就有可能有燃烧的危险；另外，由于需要对油轴承提供润滑油，所以一般在膨胀机的工作系统中还需要增加一套供油系统，这就会增加整套膨胀机系统的成本及结构的复杂度。 

目前增压透平膨胀机使用的膨胀轮和增压轮一般是由铝铸造而成，这样得到的膨胀轮和增压轮都较为粗糙，影响整个膨胀机的性能。另外，由于目前的膨胀轮和增压轮叶片的形状缘故，导致其工作效率也不是很高。 

发明内容

[0005] 本发明的目的在于解决上述的技术问题，提供一种安全性能好、成本低、结构简单、能耗较小而效率较高的增压透平膨胀机。 

本发明的目的通过以下技术方案来实现： 

一种增压透平膨胀机，包括一个中间壳体，所述中间壳体的左端安装透平蜗壳、右端安装有增压机蜗壳，所述中间壳体内可转动地设置有转子，在所述转子的两端分别在透平蜗壳和增压机蜗壳内设置有膨胀轮和增压轮，在所述转子上套设有左气体轴承和右气体轴承，所述左气体轴承用来支撑膨胀轮，所述的左气体轴承与膨胀轮之间设有密封套，所述右气体轴承用来支撑增压轮，所述的右气体轴承与增压轮之间设有限位密封板，所述的中间壳体上连接有4个接头组件，分别为左、右气体轴承提供轴承气，以及为密封套和限位密封板提供密封气，所述的增压轮包括相互固定的轮盘和轮盖，所述的轮盘上设有叶片，所述增压轮的叶片在周向上一长一短交错排布。

进一步地，所述的左气体轴承和右气体轴承之间设有轴承限位套，所述的轴承限位套套设在转子外、并与中间壳体配合。 

所述的膨胀轮包括相互固定的轮盘和轮盖，所述的轮盘上均布有叶片，所述的叶片呈圆柱抛物面设置。所述膨胀轮的轮盘和轮盖之间为钎焊接固定。所述膨胀轮的轮盖的表面设有4个环齿。 

所述的所述增压轮的叶片包括7个长叶片和7个短叶片。所述增压轮的轮盖的表面设有4个环齿。 

更进一步地，所述的透平蜗壳与膨胀轮之间设置有导流器，气体由透平蜗壳入口进入后，经导流器平均分配后再流经膨胀轮。 

本发明的有益效果主要体现在：结构简单，轴损耗小，能量利用彻底，膨胀机平均等熵效率达到82.15％，增压机平均等熵效率达到74.8％，价格只有同样参数油轴承膨胀机的1/6-1/8左右；安全性能好，不会有燃烧的危险；而且可以减少油轴承膨胀机中油汽的排放，减少了对环境的污染。另外，使用数控铣床加工简单膨胀轮和增压轮，且在两者的轮盘上都焊接有轮盖，使整个增压透平膨胀机的工作效率得到进一步提高。 

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明： 

图1：本发明增压透平膨胀机的剖视图。

图2：本发明增压透平膨胀机的膨胀轮的剖示图。 

图3：本发明增压透平膨胀机的膨胀轮的俯视图。 

图4：图3中A部分的放大图。 

图5：本发明增压透平膨胀机的增压轮的剖示图。 

图6：本发明增压透平膨胀机的增压轮的俯视图。 

图7：图6中B部分的放大图。 

其中。 

具体实施方式