[发明专利]大功率混合制动膨胀机

说明书

技术领域

本发明涉及透平膨胀机领域，尤其涉及一种非增压制动方式的膨胀机。

背景技术

透平膨胀机是实现接近绝热等熵膨胀过程的一种有效机械，气体工质在膨胀过程获得低温，同时对外作功，因此对于膨胀机的应用包含两个功效：获得低温冷量和回收能量(对外作的功)；无论哪一种膨胀机同轴另一端都需要制动端，将膨胀机输出的功吸收同时控制膨胀机运行转速。

目前，透平膨胀机制动端有透平压缩机(增压)、发电机、油制动器、风机制动器等，一般为了能量的充分利用，都会采用透平压缩机作制动端即增压制动，但是，部分低温装置特殊性流程设计时没有合适的工艺气体增压回收能量来制动膨胀机，此时只能采用油制动或风机制动这种能量消耗型制动方式。

然而，风机制动是由同轴膨胀端旋转带动风机轮旋转，直接从环境中大气吸入空气，将压力提高后再直接排入大气，调节出口管路上的阀门改变吸气量和排气压力来调整制动负荷，通常制动功率在50kw以下，即使改变膨胀端机型大小，最大制动功率也只能达到100kw；油制动器是在膨胀端同轴悬挂一制动轮，在转子和定子之间通入一定压力的润滑油，通过摩擦将膨胀端输出的功转换为热量，由润滑油带到油冷却器中冷却，调节供油油量和油压即可改变透平膨胀机的制动负荷和转速，虽然与风机制动相比，具有噪声小、体积小、操作简便、调节范围广等特点，但是制动功率一般也在50kw以下；可见，无论是风机制动或油制动器都受制动功率所限，都无法用于制动大功率透平膨胀机，无法满足部分低温装置的特殊性流程设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在低温装置工艺设计无法使用增压制动方式膨胀机又需要大功率制动效果的情况下，能够更好的满足膨胀端大负荷运行需求的大功率混合制动膨胀机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种大功率混合制动膨胀机，它包括膨胀机主轴以及同轴设置在所述膨胀机主轴两端的膨胀端和风机制动端，所述膨胀机主轴包括主轴以及围绕在所述主轴四周的主轴机壳，所述主轴的两端分别通过膨胀端轴承和制动端轴承与所述主轴机壳的两端轴向转动连接，并分别与所述膨胀端和所述风机制动端传动连接，所述膨胀机主轴上设有至少一个主轴油制动器，所述主轴油制动器包括位于所述主轴机壳内且与所述主轴同轴设置的环形制动体以及位于所述主轴机壳外的制动体进油管道，所述环形制动体与所述主轴机壳的内壁固定连接，所述主轴与所述环形制动体轴向转动连接，所述环形制动体的内环壁上同轴设置有环形制动油槽，所述制动体进油管道穿过所述主轴机壳与所述环形制动体固定连接，并延伸至所述环形制动体内部与所述环形制动油槽连通，所述主轴机壳上还设有与所述主轴机壳内部连通的供油回油口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明产品增设主轴油制动器，将主轴作为转子，环形制动体作为定子，并设有制动体进油管道和环形制动油槽，转子与定子之间相对运动产生摩擦，通过对制动体进油管道和环形制动油槽通入一定压力的制动油，能够更好的保证有足够的制动油流量来制动和散热，制动油在转子与定子之间的间隙中不但能依靠自身的粘滞力来制动，而且能通过油路回路带走消耗摩擦产生的热量从而达到制动的目的，还能保证制动油温度不会超高而损坏油品和零件，同时，与膨胀端同轴的另一端为风机制动端，当膨胀端气体膨胀推动主轴高速旋转时，风机制动端可以从入口吸入空气进行压缩，消耗同轴输出的能量，二者联合制动可更好的满足大功率膨胀机组的运行要求，这样在低温装置工艺设计无法使用增压制动方式膨胀机又需要大功率制动效果的情况下，能够更好的满足膨胀端大负荷运行需求，膨胀机制动功率可达到200kw，而通过增减主轴上主轴油制动器的数量，还可以调节膨胀机的制动功率，从而满足膨胀端的不同情况下的实际运行负荷，更加方便使用，适用范围更广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

作为本发明的一种优选实施方式，所述膨胀机主轴上设有用于测量膨胀机转速的测速口以及用于测量膨胀机振动状况的测振口。

采用上述优选方案的有益效果是：更加方便测量膨胀机转速和振动状况。

作为本发明的另一种优选实施方式，所述膨胀端轴承与所述膨胀端之间设有起密封作用的膨胀端轴封，所述制动端轴承与所述风机制动端之间设有起密封作用的制动端轴封。