CN101975094A - 螺杆膨胀机液体泵 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种螺杆膨胀机液体泵，可用于有机朗肯循环；所述螺杆膨胀机液体泵包括半封或全封的壳体，壳体内设置膨胀机单元、液体泵单元；所述膨胀机单元包括螺杆转子，液体泵单元包括螺杆转子；所述膨胀机单元的转子与液体泵单元的转子固定连接，所述液体泵单元的转子在膨胀机单元的转子的带动下转动。本发明提出的用于有机朗肯循环的螺杆膨胀机液体泵，液体泵由于阴转子阻力距很小，液体粘度很低时也不会磨损，可靠性好。同时，液体泵通过螺杆膨胀机驱动，从而可以进一步地提高有机朗肯循环的发电效率。此外，半封或全封的壳体可以有效地防止工质的泄露。

Description

螺杆膨胀机液体泵
技术领域
本发明属于有机朗肯循环技术领域，涉及一种有机朗肯循环发电系统，尤其涉及上述有机朗肯循环发电系统的螺杆膨胀机液体泵。
背景技术
请参阅图1，图1为一个典型的有机朗肯循环(Organic Rankin Cycle，ORC)，包括膨胀机1’、发电机2’、蒸发器3’、液体泵4’、冷凝器5’。
低温低压的液体制冷工质在液体泵4’中被升压；然后进入蒸发器3’被加热汽化，直至成为过热气体(高温高压)后，进入膨胀机1’膨胀做功，驱动发电机2’发电。做功后的低温低压气体进入冷凝器5’被冷却凝结成液体；再回到液体泵4’中，完成一个循环。
现有的液体泵多为开启式的齿轮泵或离心泵。齿轮泵的缺陷在于：齿轮泵中总是一个齿轮驱动另外一个齿轮，消耗的功有一半消耗在驱动过程中；同时，ORC循环中，液体的粘度通常较低，齿轮易磨损。离心泵的缺陷在于：离心泵将液体吸入后，吸入过程中压力降低，液体易汽化，导致离心泵的效率降低；从而影响整个ORC循环的效率。开启式的液体泵的缺陷在于，工质容易通过轴封泄露。
此外，ORC循环发电系统的发电效率本身就比较低，而现有的齿轮泵或离心泵通过电机驱动而耗电，因此就更加降低了ORC循环发电系统的发电效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种螺杆膨胀机液体泵，可提高液体泵的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种螺杆膨胀机液体泵，所述螺杆膨胀机液体泵包括半封或全封的壳体，壳体内设置膨胀机单元、液体泵单元；所述膨胀机单元包括螺杆转子，液体泵单元包括螺杆转子；所述膨胀机单元的转子与液体泵单元的转子固定连接，所述液体泵单元的转子在膨胀机单元的转子的带动下转动。
作为本发明的一种优选方案，所述膨胀机单元包括膨胀机阳转子、膨胀机阴转子，液体泵单元包括液体泵阳转子、液体泵阴转子；所述膨胀机阳转子的一端与液体泵阳转子固定连接，所述液体泵阳转子在膨胀机阳转子的带动下转动。
作为本发明的一种优选方案，所述壳体包括相互隔离的膨胀机腔、液体泵腔；膨胀机腔中放置膨胀机阳转子的全部或主体部分、膨胀机阴转子，液体泵腔中放置液体泵阳转子的全部或主体部分、液体泵阴转子；所述壳体上设置膨胀机吸气入口、膨胀机排气出口、液体泵入口、液体泵出口。
作为本发明的一种优选方案，所述膨胀机阳转子包括一体化设计的第一转子部分、第一连接部分；所述第一转子部分设置于膨胀机腔内、与膨胀机阴转子配合；所述第一连接部分伸入液体泵腔中的液体泵阳转子内部。
作为本发明的一种优选方案，所述液体泵阳转子包括一体化设计的第二转子部分、第二连接部分；所述第二转子部分设置于液体泵腔内、与液体泵阴转子配合；所述第二连接部分伸入膨胀机腔中的膨胀机阳转子内部。
作为本发明的一种优选方案，所述膨胀机阴转子的两端分别设有膨胀机阴转子轴承，液体泵阴转子的两端分别设有液体泵阴转子轴承；所述膨胀机阳转子远离液体泵阳转子的一端设置第一阳转子轴承，所述第一连接部分在膨胀机的第一转子部分和液体泵的第二转子部分之间设置第二阳转子轴承。
作为本发明的一种优选方案，所述膨胀机腔、液体泵腔通过一隔离机构相隔开，使得膨胀机腔、液体泵腔之间形成一孔洞，所述第一连接部分穿过该孔洞至液体泵腔内。
本发明的有益效果在于：本发明提出的有机朗肯循环发电系统及其螺杆膨胀机液体泵，液体泵阴转子的阻力距很小，液体粘度很低时也不会磨损，可排性好。同时，液体泵通过螺杆膨胀机驱动，从而可以进一步地提高有机朗肯循环的发电效率。此外，半封或全封的壳体可以有效地防止工质的泄露。
附图说明
图1为有机朗肯循环发电系统的组成示意图。
图2为使用本发明的有机朗肯循环发电系统的组成示意图。
图3为本发明螺杆膨胀机液体泵垂直方向的剖视图。
图4为本发明螺杆膨胀机液体泵水平方向的剖视图。
附图主要组件符号说明如下：
1’：膨胀机                2’：发电机
3’：蒸发器                4’：液体泵
5’：冷凝器
1：膨胀机                  2：发电机
3：蒸发器                  4：螺杆膨胀机液体泵
5：冷凝器                  401：膨胀机阳转子
402：膨胀机阴转子          403：液体泵阳转子
404：液体泵阴转子          4051：第一阳转子轴承
4052：第二阳转子轴承       4061：膨胀机阴转子轴承
4062：膨胀机阴转子轴承     4071：液体泵阴转子轴承
4072：液体泵阴转子轴承     408：密封环
409：密封圈                410：膨胀机吸气入口
411：膨胀机排气出口        412：液体泵入口
413：液体泵出口
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图2，图2显示了使用本发明的有机朗肯循环发电系统，所述有机朗肯循环发电系统包括冷凝器5、液体泵4、蒸发器3、膨胀机1、发电机2。本发明的改进主要在于其液体泵4，本实施例中，液体泵4为螺杆膨胀机液体泵4。
具体地，请参阅图3、图4，所述螺杆膨胀机液体泵4包括半封或全封的壳体，壳体由多个部件组成，各部件的间隙处设置密封圈409。所述壳体上设置膨胀机吸气入口410、膨胀机排气出口411、液体泵入口412、液体泵出口413。所述膨胀机吸气入口410、膨胀机排气出口411分别连接所述蒸发器3的出口、冷凝器5的入口。液体泵入口412、液体泵出口413分别连接冷凝器5的出口、蒸发器3的入口。
壳体内设置膨胀机单元、液体泵单元；所述膨胀机单元包括螺杆转子，液体泵单元包括螺杆转子；所述膨胀机单元的转子与液体泵单元的转子固定连接，所述液体泵单元的转子在膨胀机单元的转子的带动下转动。
如图4所示，所述膨胀机单元包括膨胀机阳转子401、膨胀机阴转子402，液体泵单元包括液体泵阳转子403、液体泵阴转子404；所述膨胀机阳转子401的一端与液体泵阳转子403固定连接，所述液体泵阳转子403在膨胀机阳转子401的带动下转动。
所述壳体包括相互隔离的膨胀机腔、液体泵腔；膨胀机腔中放置膨胀机阳转子401的全部或主体部分、膨胀机阴转子402，液体泵腔中放置液体泵阳转子403的全部或主体部分、液体泵阴转子404。本实施例中，膨胀机阳转子401伸入液体泵腔中的液体泵阳转子403内部。
请继续参阅图4，所述膨胀机阳转子401包括一体化设计的第一转子部分、第一连接部分；所述第一转子部分设置于膨胀机腔内、与膨胀机阴转子402配合；所述第一连接部分伸入液体泵腔中的液体泵阳转子403内部。
所述膨胀机阴转子402的两端分别设有膨胀机阴转子轴承4061、4062，液体泵阴转子404的两端分别设有液体泵阴转子轴承4071、4072。所述膨胀机阳转子401远离液体泵阳转子403的一端设置第一阳转子轴承4051，所述第一连接部分在膨胀机的第一转子部分和液体泵的第二转子部分之间设置第二阳转子轴承4052。
所述膨胀机腔、液体泵腔通过一隔离机构相隔开，使得膨胀机腔、液体泵腔之间形成一孔洞，所述第一连接部分穿过该孔洞至液体泵腔内。
密封环408用来密封和阻隔转子腔(液体泵腔)和轴承腔(膨胀机腔)，从而保证轴承的有效润滑。
综上所述，本发明提出的螺杆膨胀机液体泵，液体泵阴转子的阻力距很小，液体粘度很低时也不会磨损，可排性好。同时，液体泵通过螺杆膨胀机驱动，从而可以进一步地提高有机朗肯循环的发电效率。此外，半封或全封的壳体可以有效地防止工质的泄露。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，液体泵阳转子伸入膨胀机阳转子中。
具体地，所述液体泵阳转子包括一体化设计的第二转子部分、第二连接部分；所述第二转子部分设置于液体泵腔内、与液体泵阴转子配合；所述第二连接部分伸入膨胀机腔中的膨胀机阳转子内部。
此外，以上实施例中，膨胀机单元、液体泵单元均包括两个螺杆，当然，膨胀机单元、液体泵单元的螺杆可以为其他数目。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种螺杆膨胀机液体泵，其特征在于，所述螺杆膨胀机液体泵包括半封或全封的壳体，壳体内设置膨胀机单元、液体泵单元；
所述膨胀机单元包括螺杆转子，液体泵单元包括螺杆转子；
所述膨胀机单元的转子与液体泵单元的转子固定连接，所述液体泵单元的转子在膨胀机单元的转子的带动下转动。
2.根据权利要求1所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述膨胀机单元包括膨胀机阳转子、膨胀机阴转子，液体泵单元包括液体泵阳转子、液体泵阴转子；
所述膨胀机阳转子的一端与液体泵阳转子固定连接，所述液体泵阳转子在膨胀机阳转子的带动下转动。
3.根据权利要求2所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述壳体包括相互隔离的膨胀机腔、液体泵腔；膨胀机腔中放置膨胀机阳转子的全部或主体部分、膨胀机阴转子，液体泵腔中放置液体泵阳转子的全部或主体部分、液体泵阴转子；
所述壳体上设置膨胀机吸气入口、膨胀机排气出口、液体泵入口、液体泵出口。
4.根据权利要求3所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述膨胀机阳转子包括一体化设计的第一转子部分、第一连接部分；
所述第一转子部分设置于膨胀机腔内、与膨胀机阴转子配合；所述第一连接部分伸入液体泵腔中的液体泵阳转子内部。
5.根据权利要求3所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述液体泵阳转子包括一体化设计的第二转子部分、第二连接部分；
所述第二转子部分设置于液体泵腔内、与液体泵阴转子配合；所述第二连接部分伸入膨胀机腔中的膨胀机阳转子内部。
6.根据权利要求4所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述膨胀机阴转子的两端分别设有膨胀机阴转子轴承，液体泵阴转子的两端分别设有液体泵阴转子轴承；
所述膨胀机阳转子远离液体泵阳转子的一端设置第一阳转子轴承，所述第一连接部分在膨胀机的第一转子部分和液体泵的第二转子部分之间设置第二阳转子轴承。
7.根据权利要求6所述的螺杆膨胀机液体泵，其特征在于：
所述膨胀机腔、液体泵腔通过一隔离机构相隔开，使得膨胀机腔、液体泵腔之间形成一孔洞，所述第一连接部分穿过该孔洞至液体泵腔内。
8.一种螺杆膨胀机液体泵，其特征在于，所述螺杆膨胀机液体泵用于有机朗肯循环；该螺杆膨胀机液体泵包括半封或全封的壳体，壳体内设置膨胀机阳转子、膨胀机阴转子、液体泵阳转子、液体泵阴转子；所述膨胀机阳转子的一端与液体泵阳转子固定连接，所述液体泵阳转子在膨胀机阳转子的带动下转动；
所述壳体包括相互隔离的膨胀机腔、液体泵腔；膨胀机腔中放置膨胀机阳转子的全部或主体部分、膨胀机阴转子，液体泵腔中放置液体泵阳转子的全部或主体部分、液体泵阴转子；所述壳体上设置膨胀机吸气入口、膨胀机排气出口、液体泵入口、液体泵出口；
所述膨胀机阳转子包括一体化设计的第一转子部分、第一连接部分；所述第一转子部分设置于膨胀机腔内、与膨胀机阴转子配合；所述第一连接部分伸入液体泵腔中的液体泵阳转子内部；
所述膨胀机阴转子的两端分别设有膨胀机阴转子轴承，液体泵阴转子的两端分别设有液体泵阴转子轴承；所述膨胀机阳转子远离液体泵阳转子的一端设置第一阳转子轴承，所述第一连接部分在膨胀机的第一转子部分和液体泵的第二转子部分之间设置第二阳转子轴承；
所述膨胀机腔、液体泵腔通过一隔离机构相隔开，使得膨胀机腔、液体泵腔之间形成一孔洞，所述第一连接部分穿过该孔洞至液体泵腔内。
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