[发明专利]一种新型双螺杆膨胀机

说明书

一种新型双螺杆膨胀机，属于动力机械技术领域，阴转子和阳转子所在的工作腔呈锥形设置，位于进口端的工作腔直径小于出口端的工作腔直径，阴转子和阳转子自身呈锥形设置，其进口端的齿顶圆半径逐渐小于出口端的齿顶圆半径，阴转子和阳转子上的螺距呈规律变化，其进口端的螺距逐渐小于其出口端的螺距。本发明结构新颖，工作原理清晰，本设计与现有的膨胀机内部结构相比，本发明可适应多种规格参数或品质的工作介质，能很好的利用介质所提供的能量，本发明中工作腔的设计呈渐大的形式可以更好地利用气体膨胀做功，并且更加平稳地出气，进一步提高对工业废热液、废热气的利用。

技术领域

本发明属于动力机械技术领域，涉及一种双螺杆膨胀机，具体的说是涉及一种可用于气液两箱液体、饱和蒸汽、过饱和蒸汽，也可用于全液介质，对工业废热液、废热气具有高效利用率的新型双螺杆膨胀机。

背景技术

现有技术中的双螺杆膨胀机，其结构主要包括壳体，壳体的一端设有齿轮箱，壳体内设有啮合的阴转子和阳转子，齿轮箱内设有啮合的大齿轮和小齿轮，阴转子和阳转子的轴穿过壳体进入齿轮箱内，小齿轮通过键与阳转子的轴连接，大齿轮安装在阴转子的轴上，大齿轮与阴转子之间为锥配合，壳体的一端设有进口，壳体的另一端设有出口。双螺杆膨胀机的原理是双螺杆压缩机的逆向使用的一种机械装置，其可将高压端的带有压力的气体向低压端释放，可取代节流阀，在太阳能、地热能及工业余(废)热动力利用方面，也有着很大的应用潜力。然而，现有的膨胀机的阴阳转子的螺距都是相等的，同时其齿顶圆直径和工作腔的左右端尺寸也都相等，这使得气体在出口处存在较大的压降，气体输出平稳性差，气体能量损失大，不利于节能。

发明内容

本发明的目的是针对现有膨胀机气体在出口处存在较大的压降，气体输出平稳性差，气体能量损失大，不利于节能等不足，提出一种新型双螺杆膨胀机，该膨胀机可适应多种规格参数或品质的工作介质，能很好的利用介质所提供的能量，使气体在低压端能够平稳输出，能有效解决上述不足，进一步提高对工业废热液、废热气的利用。

本发明的技术方案：一种新型双螺杆膨胀机，包括壳体，壳体的一端设有齿轮箱，壳体内设有啮合的阴转子和阳转子，齿轮箱内设有啮合的大齿轮和小齿轮，阴转子和阳转子的轴穿过壳体进入齿轮箱内，小齿轮通过键与阳转子的轴连接，大齿轮安装在阴转子的轴上，大齿轮与阴转子之间为锥配合，壳体的一端设有进口，壳体的另一端设有出口；其特征在于：所述阴转子和阳转子所在的工作腔呈锥形设置，位于进口端的工作腔直径小于出口端的工作腔直径，所述阴转子和阳转子自身呈锥形设置，其进口端的齿顶圆直径逐渐小于出口端的齿顶圆直径，所述阴转子和阳转子上的螺距呈规律变化，其进口端的螺距逐渐小于其出口端的螺距。

所述阴转子和阳转子从流道出口端到进口端，其齿顶圆直径由大到小逐步发生变化，直径的变小量是一个固定值；阴阳转子齿顶圆的初始设计直径为D，每一圈的直径变小量为t，阴、阳转子的齿数分别为a、b，阳转子的齿顶圆直径由大到小以D+bt、D+(b-1)t、D+(b-2)t、D+(b-3)t依次递推；阴转子的齿顶圆直径由大到小以D+at、D+(a-1)t、D+(a-2)t、D+(a-3)t依次递推。

所述工作腔的直径由大到小的初始设计为阴转子与阳转子齿顶圆直径之和减去一个啮合长度m再加空隙0.5，即锥形工作腔的直径由大到小以2D+(a+b)t-(m-0.5)、2D+(a+b-2)t-(m-0.5)、2D+(a+b-4)t-(m-0.5)、2D+(a+b-6)t-(m-0.5)依次类推。

所述阴转子和阳转子从出口端到进口端，其螺距由大到小逐步发生变化，螺距的变小量是一个固定值，令阴阳转子初始设计的螺距为p，每一圈的螺距变小量为d，均匀变螺距是阴阳转子上螺距由大到小发生的变化，初始螺距为p，升距为d，阴阳转子齿数为a、b，阳转子的螺距由大到小以p+bd、p+(b-1)d、p+(b-2)d、p+(b-3)d依次递推，阴转子的螺距由大到小以p+ad、p+(a-1)d、p+(a-2)d、p+(a-3)d依次递推。