專(zhuān)利名稱(chēng)：一種增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種增壓透平膨脹機(jī)，尤其是一種增壓透平膨脹機(jī)的 膨脹輪。
背景技術(shù)：
增壓透平膨脹機(jī)是空氣分離設(shè)備及天然氣石油氣液化分離設(shè)備和低 溫粉碎設(shè)備等獲取冷量所必需的關(guān)鍵部機(jī)，是保證整套設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的心 臟。其主要原理是利用有一定壓力的氣體在透平膨脹機(jī)內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹對(duì) 外做功而消耗氣體本身的內(nèi)能，從而使氣體自身強(qiáng)烈地冷卻而達(dá)到制冷的 目的。透平膨脹機(jī)輸出的能量由同軸壓縮機(jī)回收或制動(dòng)風(fēng)機(jī)消耗。
增壓透平膨脹機(jī)包括一個(gè)中間殼體，中間殼體的左端安裝透平蝸殼， 右端安裝有增壓機(jī)蝸殼，中間殼體內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子的兩端分別在透平 蝸殼和增壓機(jī)蝸殼內(nèi)設(shè)置有膨脹輪和增壓輪，膨脹輪和增壓輪由油軸承或 氣體軸承支撐。目前使用的膨脹輪一般是由鋁鑄造而成，這樣得到的膨脹 輪較為粗糙，影響整個(gè)膨脹機(jī)的性能。另外，目前的膨脹輪由于葉片的形 狀緣故，導(dǎo)致其工作效率也不是很高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供一種制造簡(jiǎn)單且工 作效率高的增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)
一種增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，由軸承支撐套合在轉(zhuǎn)子上，設(shè)置在透 平蝸殼內(nèi)，包括相互固定的輪盤(pán)和輪蓋，所述的輪盤(pán)上均布有葉片，所述 的葉片呈圓柱拋物面設(shè)置。
進(jìn)一步地，所述的輪盤(pán)和輪蓋之間為釬焊接固定。再進(jìn)一步地，所述的輪蓋的表面設(shè)有環(huán)齒。所述的環(huán)齒共有5個(gè)。 更進(jìn)一步地，所述的輪盤(pán)和輪蓋為鍛鋁機(jī)加工而成。
本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在由于葉片呈圓柱拋物面設(shè)置，使 用數(shù)控銑床加工簡(jiǎn)單，且在輪盤(pán)上釬焊接有輪蓋，使膨脹輪的絕熱效率得 到進(jìn)一步提高。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明 圖l:本實(shí)用新型所應(yīng)用的增壓透平膨脹機(jī)膨脹端的示意圖。 圖2:本實(shí)用新型增壓透平膨脹機(jī)膨脹輪的剖示圖。 圖3:本實(shí)用新型增壓透平膨脹機(jī)膨脹輪的俯視圖。 圖4:圖2中A部分的放大圖。 其中
1 透平蝸殼 2
4膨脹輪 5 7軸承限位套 8 42輪蓋 具體實(shí)施方式
如


圖1所示，本實(shí)用新型的膨脹輪應(yīng)用在增壓透平膨脹機(jī)上。該增壓 透平膨脹機(jī)包括一個(gè)中間殼體2，中間殼體2的左端安裝透平蝸殼1、右 端安裝有增壓機(jī)蝸殼(未示出)，中間殼體2內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子8，在轉(zhuǎn)子8套合 有膨脹輪4，設(shè)置在透平蝸殼l內(nèi)，膨脹輪4由油軸承或氣體軸承支撐， 本實(shí)用新型為氣體軸承6。氣體軸承6的外圈被密封套5和軸承限位套7 所固定。
結(jié)合圖2至圖4所示，本實(shí)用新型的膨脹輪包括相互固定的輪盤(pán)41 和輪蓋42，在本優(yōu)選實(shí)施例中輪盤(pán)41和輪蓋42之間為釬焊接固定，當(dāng)然 本實(shí)用新型不排除其他的固定連接方式。所述的輪盤(pán)41上均布有葉片43，
中間殼體 3 內(nèi)擴(kuò)壓器
密封套 6 氣體軸承
轉(zhuǎn)子 41輪盤(pán)
葉片 44環(huán)齒所述的葉片43呈圓柱拋物線設(shè)置，且葉片43的相對(duì)的兩個(gè)面的圓柱橫截 面為拋物面，即用同心圓柱面剖切葉片的兩個(gè)表面，形成的截交面為拋物 面。這樣的設(shè)置，使氣體沿透平蝸殼1經(jīng)導(dǎo)流器平均分配后，速度可達(dá)200 米/秒以上，氣流與膨脹輪的葉片成一定的夾角，沖擊膨脹輪使其高速轉(zhuǎn)動(dòng)， 氣流然后沿葉片的半徑方向進(jìn)入到膨脹輪，在膨脹輪中改變其方向后，沿 膨脹輪的軸線方向流出，即此時(shí)氣體為向心徑軸向流動(dòng)。
本實(shí)用新型最重要的特征為采用反動(dòng)式葉輪。所謂反動(dòng)式，指膨脹機(jī) 中的氣流在噴嘴內(nèi)只進(jìn)行部分膨脹，便以一定的速度進(jìn)入膨脹輪，推動(dòng)膨 脹輪旋轉(zhuǎn)。氣流進(jìn)入膨脹輪后還進(jìn)一步膨脹，氣流的進(jìn)一步膨脹所產(chǎn)生的 反沖力進(jìn)一步推動(dòng)膨脹輪旋轉(zhuǎn)對(duì)外做功。這個(gè)反沖力正像從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)尾 部噴出的高速氣流推動(dòng)火箭前進(jìn)一樣。對(duì)反動(dòng)式膨脹機(jī)來(lái)說(shuō)，壓力分成在 導(dǎo)流器和膨脹輪中的兩次降落。氣體的焓值變化也是如此，即在導(dǎo)流器中 轉(zhuǎn)換一部分能量，到膨脹輪中又轉(zhuǎn)換一部分能量。通常把透平膨脹機(jī)在膨 脹輪內(nèi)能量轉(zhuǎn)換的多少(即焓值的降低數(shù)值)與通過(guò)導(dǎo)流器和葉輪整個(gè)級(jí)內(nèi) 能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量(總焓降)之比稱(chēng)為透平膨脹機(jī)的反動(dòng)度。顯然，對(duì)傳統(tǒng)的 沖擊式透平膨脹機(jī)來(lái)說(shuō)，反動(dòng)度為零，對(duì)反動(dòng)式透平膨脹饑，反動(dòng)度一般 在0.5左右。由于在沖擊式透平膨脹機(jī)中氣流在噴嘴內(nèi)的壓降很大， 一般 從0.55MPa(絕對(duì)壓力)左右降至0.135MPa(絕對(duì)壓力)左右，噴嘴出口氣流 的速度很高，流動(dòng)損失大，因而效率較低，效率一般只有68%— 72%。 對(duì)于反動(dòng)式透平膨脹機(jī)，在噴嘴中的壓力降一般是從0.55MPa降至 0.27MPa左右，噴嘴出口氣流速度相對(duì)較低，流動(dòng)損失也較小。膨脹機(jī)效 率一般可達(dá)80%— 90%。因此，反動(dòng)式膨脹機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)的沖擊式透平膨 脹機(jī)來(lái)說(shuō)，工作效率提高了很多。
進(jìn)一步，所述的輪蓋42的表面設(shè)有5個(gè)環(huán)齒44，與內(nèi)擴(kuò)壓器3的表 面配合形成迷宮式密封，使整個(gè)膨脹機(jī)的密封效果更好，減少了氣體內(nèi)漏 流量。另外，輪盤(pán)41和輪蓋42均為鍛鋁機(jī)加工而成。本優(yōu)選實(shí)施例為數(shù)控銑床加工而成，輸入坐標(biāo)值就能加工出本實(shí)用新型的膨脹輪，簡(jiǎn)單方便。 本實(shí)用新型尚有多種具體的實(shí)施方式，凡采用等同替換或者等效變換 而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，由軸承(6)支撐套合在轉(zhuǎn)子(8)上，設(shè)置在透平蝸殼(1)內(nèi)，其特征在于包括相互固定的輪盤(pán)(41)和輪蓋(42)，所述的輪盤(pán)(41)上均布有葉片(43)，所述的葉片(43)呈圓柱拋物面設(shè)置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，其特征在于 所述的輪盤(pán)(41)和輪蓋(42)之間為釬焊接固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，其特征在于 所述的輪蓋(42)的表面設(shè)有環(huán)齒(44)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，其特征在于 所述的環(huán)齒(44)共有5個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，其特征在于 所述的輪盤(pán)(41)和輪蓋(42)為鍛鋁機(jī)加工而成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種增壓透平膨脹機(jī)的膨脹輪，由軸承支撐套合在轉(zhuǎn)子上，設(shè)置在透平蝸殼內(nèi)，包括相互固定的輪盤(pán)和輪蓋，所述的輪盤(pán)上設(shè)有葉片，所述的葉片呈拋物線設(shè)置，且葉片的相對(duì)的兩個(gè)面的圓柱橫截面為拋物面。本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在由于葉片呈圓柱拋物面設(shè)置，使用數(shù)控銑床加工簡(jiǎn)單，且在輪盤(pán)上焊接有輪蓋，使膨脹輪的絕熱效率得到提高。
文檔編號(hào)F01D5/14GK201246188SQ20082003858
公開(kāi)日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者史銀根, 張加雷, 徐友亮 申請(qǐng)人:蘇州制氧機(jī)有限責(zé)任公司