[发明专利]一种液体膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体膨胀机，特别涉及一种低温高压液体节流降压用液体膨胀机。

背景技术

在空分、氮气液化、液化天然气，碳氢化合物加工等液化循环装置中，按工艺要求需要对获得的高压液体进行降压。目前通常采用传统的焦-汤液体节流阀来完成，但它是典型的不可逆过程，会造成高压液体的能量浪费，且耗散在低温系统中导致温度升高，造成系统的冷量损失。而且利用节流阀降压液体流动状态变化剧烈，极易发生汽化，使得空分设备气体提取率降低，总能耗增加；同时伴随汽化出现的汽蚀现象，严重威胁着节流阀寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体节流用全液体膨胀机，可有效地解决现有传统空分流程中采用焦-汤节流阀所带来的负面影响。可满足工艺流程对工质流量及制动方式的苛刻要求，可匹配普通发电机、泵或风机等，适用于任意大小流量的工质降压，产生显著的节能降耗效益。

为达到上述目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种液体膨胀机，包括轴承箱、转子、喷嘴组件、机壳，其特征在于：所述喷嘴组件包括喷嘴压板、喷嘴盖、喷嘴叶片、喷嘴转盘和喷嘴底盘，其中喷嘴盖、喷嘴叶片、喷嘴转盘通过圆柱销顺序地轴向连接在一起，喷嘴压板与喷嘴盖轴向弹性连接用于压紧喷嘴叶片；喷嘴转盘周向转动的连接在喷嘴底盘台阶圆的外径上；喷嘴底盘轴向两端分别与机壳和轴承箱连接；轴承箱与喷嘴底盘轴向之间设有中间件；所述转子包括主轴，该主轴前部设有甩油环，主轴后部设有联轴器；主轴两侧轴颈转动固定在轴承箱内，主轴前端穿过喷嘴底盘及中间件后与一个叶轮连接；并使甩油环轴向处于中间件的位置；所述叶轮的轮背侧至甩油环的主轴段轴向设有轴封，该轴封为复合密封结构。

上述方案中，所述的复合密封结构包括机壳中开有的孔道，该孔道与工质出口连通；轴封与叶轮背侧至甩油环的主轴段之间形成锯齿间隙，锯齿间隙中部为回压腔，回压腔通过设置在喷嘴底盘上的回压通道与机壳中所开孔道连通；轴封靠近中间件的锯齿间隙上设有第一气室，该气室通过设置在喷嘴底盘中的第一气道与外部压缩气源连通。

所述中间件与甩油环径向之间设有第二气室，该气室通过设置在中间件中的第二气道从轴承箱穿出与外部压缩气源连通。

所述转子主轴两侧轴颈分别通过支撑-止推轴承转动固定在轴承箱内。

所述叶轮为封闭式、半封闭式或开式径流向心叶轮。

本发明的优点是：(1)本发明中转子结构制动方式灵活：它可以匹配普通发电机、风机、泵等。该转子采用叶轮悬臂卧式结构，主轴通过联轴器与外部减速箱连接实现变速和轴功的传输。齿轮箱置于大气环境中，因此减速箱输出的轴功可以用来驱动普通发电机发电，也可以直接拖动风机或泵。(2)本发明喷嘴结构采用可调导叶形式，适用于变工况运行条件，可提高变工况运行性能。(3)本发明轴封采用迷宫式机械密封与气体密封相结合的复合轴封结构，可以实现零泄漏。(4)叶轮和主轴以及主轴和联轴器之间采用三角轴连接方式，可实现大功率高速传输。(5)本发明可用于替代低温循环装置中的节流阀，在实现降压的同时，回收液体的节流能量，可使一套空分或液化天然气装置总能耗降低3-6％。

附图说明

图1为本发明总体结构装配图。

图2为图1的I部放大图。

图3为图1中的转子结构图。

图1-图3中：1、轴承箱；2、联轴器；3、支撑-止推轴承；4、主轴；5、支撑-止推轴承；6、机壳；7、轴封；8、圆柱销；9、叶轮；10、尾水管；11、叶轮定位螺钉；12、喷嘴压板；13、喷嘴盖；14、喷嘴叶片；15、喷嘴转盘；16、喷嘴底盘；17、中间件；18、甩油环；19、甩油环挡板；20、密封件；21、销钉；22、回压通道；23、回压腔；24、第二气道；25、第二气室；26、第一气道；27、第一气室；28、密封圈；30、工质出口；31、孔道。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。