[发明专利]透平膨胀机的喷嘴调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及透平膨胀机，特别涉及一种透平膨胀机的喷嘴调节装置。

背景技术

余热回收技术具有低污染、低成本、节能等优点，近年来受到社会广泛 关注。透平膨胀机作为余热回收系统中的关键做功部件越来越受到科研机构 的重视。在对低温余热回收利用时，由于其热品位较低、热源供应不稳定等 特点，传统的具有不可调喷嘴叶片的透平膨胀机很难满足工业应用的要求。

具有可调喷嘴叶片的透平膨胀机，具有工况可调的优点，在余热回收系 统中能更好地适应变工况的要求，因此近几年得到快速发展。关于可调喷嘴 叶片的透平膨胀机国内外已经有大量的研究，喷嘴的调节形式多样化。

例如：美国专利US4850795采用双列叶栅并且叶栅稠度不同，进口区为 低稠度，出口区为高稠度，这种结构由于出口叶栅稠度较高，限制了工作区 域的扩大，不能全面适应余热回收多变工况的需要；美国专利US3756739采 用在长叶片端部设有小叶片来控制工况调节，调节范围相对较窄并且控制结 构相对比较复杂；美国专利US4499732采用变叶高的调节形式，该型式结构 复杂，在变工况时只是通过改变流道内的叶片高度，而叶片安装角度并没有 改变，因此性能较不可调叶片提高有限，同时变叶高的调节形式也存在着冲 击损失大、效率不高等缺点；中国专利00204860.4提出了一种内外环旋转的 扩压器，将扩压器叶片一分为二，并分别位于可以相对转动的两个环上，其 结构简单，但由于转动环上叶片的错开，使得流道结构发生改变，会带来较 大的流动损失，而且不同工况下很难保证相应的位置关系，并且不能主动调 节流量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单的透平膨胀机的喷嘴调节装置，能 够实现在不同工况下，方便地实现对透平膨胀机流量的调节；同时能保证透 平膨胀机具有良好的密封性，在各个流量工况下依然保证有较高的流动效率。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种透平膨胀机的喷嘴调节装置，其特征在于，包括：齿轮轴，齿弧， 喷嘴出口环，同心镶嵌在喷嘴出口环的前端面的可转动的控制环，周向分布 在喷嘴出口环的前端面和控制环的前端面的叶片；每个叶片的头部设有滑槽、 尾部设有圆孔，对应每个叶片，喷嘴出口环的前端面设置有贯穿滑槽的第一 轴，控制环的前端面设置有贯穿圆孔的第二轴；控制环的后端面开设有固定 齿弧的凹坑，所述齿轮轴贯穿出喷嘴出口环的后端面与齿弧啮合；所述第一 轴与滑槽之间设置有套筒，该套筒的高度略大于叶片的高度。

本发明的进一步改进和特点在于：

所述控制环的前端面设置有盲坑，盲坑内固定有轴承，轴承连接第二轴。

所述控制环的后端面设置有滚轮，其外周开设有放置滚轮的凹坑。

所述齿轮轴与喷嘴出口环之间设置有轴密封。

由于本发明在喷嘴出口环的前端面的设置有同心镶嵌的可转动的控制 环，周向分布在喷嘴出口环的前端面和控制环的前端面的叶片。其中，每个 叶片的头部设有滑槽、尾部设有圆孔，喷嘴出口环的前端面设置有贯穿滑槽 的第一轴，控制环的前端面设置有贯穿圆孔的第二轴，旋转控制环，可以方 便改变叶片之间的通流面积，从而实现对透平膨胀机流量的调节。

控制环同心镶嵌在喷嘴出口环的前端面，带动控制环旋转的齿弧固定在 控制环的后端面的凹坑内，齿轮轴贯穿喷嘴出口环的后端面与齿弧啮合。控 制环的驱动机构不直接连通透平膨胀机的流道，因此，能保证透平膨胀机具 有良好的密封性，并在各个流量工况下依然保证有较高的流动效率。

附图说明

图1为具有本发明喷嘴调节装置的透平膨胀机的局部示意图；

图2为喷嘴的叶片安装示意图；

图3为喷嘴的叶片结构示意图；

图4为图3沿A-A线的剖视图；

图5为控制环的后端面结构示意图；

图6为控制环的驱动机构示意图。

其中：1、端盖；2、喷嘴出口环；3、叶片；4、第一轴；5、控制环； 6、喷嘴进口环；7、扩压器；8、“O”型密封圈；9、套筒；10、第二轴； 11、齿弧；12、滚轮；13、齿轮轴；14、滑槽；15、圆孔。

具体实施方式