[发明专利]气体轴承后增压透平膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及一种增压透平膨胀机，尤其是一种气体轴承后增压透平膨胀机。

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须的关键部机，是保证整套空气分离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。

随着小型空分设备向大型空分设备的转型发展，现有的透平膨胀机开始无法满足大型空分设备需求，表现出了处理气量较小，效率较低，可靠性较低等技术问题。

有鉴于此，本发明需要提供一种改进的气体轴承透平膨胀机。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是提供一种可避免上述问题的气体轴承后增压透平膨胀机，以提高气体轴承透平膨胀机的性能。

本发明的目的通过提供以下技术方案实现：

一种气体轴承后增压透平膨胀机，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，所述左气体轴承用于支撑膨胀轮，所述右气体轴承用于支撑增压轮，在所述左气体轴承和所述右气体轴承之间设有轴承限位套，所述的所述轴承限位套套设在所述转子外，并与所述中间壳体固定，其中，所述膨胀轮为径轴流向心反动型膨胀轮，所述增压轮为前倾后弯式三元流闭式轮型增压轮。

进一步地，所述径轴流向心反动型膨胀轮的叶片在外圆处沿径向均布，在内径处叶片采用圆柱抛物曲面。

进一步地，所述前倾后弯式三元流闭式轮型增压轮采取轴向进气，外圆排气的流动方式，叶片在外圆处弯曲方向与叶轮转动方向相反，并将后弯叶轮在出口处沿叶片高度方向再向前倾斜放置，所述叶片轮顶处用钎接方式焊接有一个轮盖。

进一步地，所述的左气体轴承与所述膨胀轮之间设有密封套。

进一步地，所述右气体轴承与所述增压轮之间设有隔热套和限位密封板。

进一步地，所述左气体轴承和右气体轴承内设有8只轴向排气孔。

本发明的有益效果主要体现在：处理气量大，而且效率、可靠性高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的气体轴承后增压透平膨胀机的纵剖示意图。

图2为本发明的气体轴承后增压透平膨胀机的膨胀轮的主视图。

图3为本发明的气体轴承后增压透平膨胀机的膨胀轮的纵剖示意图。

图4为本发明的气体轴承后增压透平膨胀机的增压轮的主视图。

图5为本发明的气体轴承后增压透平膨胀机的增压轮的纵剖示意图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的最佳实施方式。

如图1所示，本发明涉及的气体轴承后增压透平膨胀机包括一个中间壳体2，所述中间壳体2的左端安装透平蜗壳1、右端安装有增压机蜗壳3，所述中间壳体2内可转动地设置有转子8，在所述转子8的两端分别在透平蜗壳1和增压机蜗壳3内设置有膨胀轮4和增压轮12。需要说明的是：在所述转子8上套设有左气体轴承6和右气体轴承9，所述左气体轴承6用于支撑膨胀轮4，所述右气体轴承9用来支撑增压轮12。所述膨胀轮4为高效率的径轴流向心反动型式；所述增压轮为高效率的前倾后弯式三元流闭式轮型式。

在增压透平膨胀机运行时，很容易发生增压轮背的高压高温气体沿着主轴向轴承处流动，从而使轴承受热膨胀，使其与主轴的断面间隙变小，发生抱轴或卡死现象，本发明在左气体轴承6和右气体轴承9之间设有轴承限位套7，所述的轴承限位套7套设在转子8外，并与中间壳体2固定。这样的设计提高了轴承的承载能力，它可以强迫抑制轴承端面的膨胀，以保证装配间隙。

所述的左气体轴承6与膨胀轮4之间设有密封套5，所述的右气体轴承9与增压轮12之间设有隔热套10和限位密封板11。这样，使得气体外漏量控制在最小范围内，在密封套5和限位密封板11内还可以充入常温密封气以阻止流经膨胀机的低温气体外泄。如图所示，在中间壳体2上还设有两个轴承气输入端，分别为左、右气体轴承供气。

由于气体轴承的润滑剂为空气，所以不用担心是否会燃烧的问题。另外，气体轴承还有以下特点：

1.摩擦阻力低，由于气体粘度比液体低很多，在室温下空气粘度仅为10号机械油的五千分之一，而轴承的摩擦阻力与粘度成正比，所以气体轴承的摩擦阻力比液体润滑轴承低；