CN105240053A - 螺杆膨胀机 - Google Patents

Abstract

一种螺杆膨胀机，包括一壳体、前支座、前盖、后盖、阴转子及阳转子；该阴转子包括阴螺杆转轴及阴螺杆螺套；该阳转子包括阳螺杆转轴及阳螺杆螺套；所述阴螺杆转轴的后端固定有第一同步齿轮，所述阳螺杆转轴的后端固定有第二同步齿轮，该第二同步齿轮与第一同步齿轮啮合连接；所述阴螺杆转轴的前端及阳螺杆转轴的前端与前支座的配合部分自前盖朝向壳体依次设有高压端混合陶瓷轴承、高压端柔性石墨密封、高压端蜂巢密封；所述阴螺杆转轴的后端及阳螺杆转轴的后端与壳体的配合部分自后盖朝向壳体依次设有低压端混合陶瓷轴承、低压端柔性石墨密封、低压端蜂巢密封。本发明的螺杆膨胀机具有噪音小，高速旋转时气动损失小，运行平稳，高效可靠的特点。

Description

螺杆膨胀机

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种螺杆膨胀机。

背景技术

现有的太阳光热发电等新能源发电领域动力设备使用的是汽轮机和螺杆膨胀动力机。汽轮机对蒸汽的品质要求高，而且要求波动小，这样才能高效平稳的发电，适用于大型大功率机组。螺杆膨胀动力机适应汽液两相的流体，对蒸汽的品质要求低，在热源工况波动很大时，仍然能够保持很高的发电效率。适合小型的小功率的发电机组，符合分布式发电能源微网系统的要求。但现有的螺杆膨胀机噪音大，承压能力低，发电效率低。

另外，传统的螺杆膨胀机根据进排汽参数计算好进气角，按进气角设计加工进气板，安装后不可调。然而每个项目工况都不一样，进气角就不一样，必须按工质状况定制进气板，造成没法大批量生产；而且就算是同一个项目也会存在工况变化的时候，所以进气板固定造成现场没法调节。

发明内容

本发明实施例提供了一种密封性能好、噪音小、调试灵活的螺杆膨胀机。

一种螺杆膨胀机，包括一壳体、连接壳体前端的前支座、连接前支座的前端的前盖、连接该壳体后端的后盖、安装在该壳体内的阴转子及阳转子；该阴转子包括阴螺杆转轴及阴螺杆螺套；该阳转子包括阳螺杆转轴及阳螺杆螺套；所述阴螺杆转轴的后端固定有第一同步齿轮，所述阳螺杆转轴的后端固定有第二同步齿轮，该第二同步齿轮与第一同步齿轮啮合连接；所述阴螺杆转轴的前端及阳螺杆转轴的前端与前支座的配合部分自前盖朝向壳体依次设有高压端混合陶瓷轴承、高压端柔性石墨密封、高压端蜂巢密封；所述阴螺杆转轴的后端及阳螺杆转轴的后端与壳体的配合部分自后盖朝向壳体依次设有低压端混合陶瓷轴承、低压端柔性石墨密封、低压端蜂巢密封。

进一步地，所述前支座上设有进气道；所述螺杆膨胀机还包括设置在前支座上的快装式进气板，该快装式进气板插设在前支座上并靠近壳体设置；该快装式进气板上设有连接口以连通所述进气道及壳体的内部。

进一步地，所述阴转子的阴螺杆转轴及阴螺杆螺套由不同材料制成。

进一步地，所述阳转子的阳螺杆转轴及阳螺杆螺套由不同材料制成。

进一步地，所述阳转子的齿数为5，阴转子的齿数为7。

一种螺杆膨胀机，包括一壳体、连接壳体前端的前支座、连接前支座的前端的前盖、连接该壳体后端的后盖、安装在该壳体内的阴转子及阳转子、设置在前支座上的快装式进气板；该阴转子包括阴螺杆转轴及阴螺杆螺套；该阳转子包括阳螺杆转轴及阳螺杆螺套；所述阴螺杆转轴的前端及阳螺杆转轴的前端与前支座的配合部分自前盖朝向壳体依次设有高压端混合陶瓷轴承、高压端柔性石墨密封、高压端蜂巢密封；所述阴螺杆转轴的后端及阳螺杆转轴的后端与壳体的配合部分自后盖朝向壳体依次设有低压端混合陶瓷轴承、低压端柔性石墨密封、低压端蜂巢密封；所述前支座上设有进气道，所述快装式进气板上设有连接口以连通所述进气道及壳体的内部；所述快装式进气板通过拔插的方式安装在前支座与壳体之间并与前支座密封连接。

进一步地，所述阴转子的阴螺杆转轴及阴螺杆螺套由不同材料制成。

进一步地，所述阳转子的阳螺杆转轴及阳螺杆螺套由不同材料制成。

进一步地，所述阳转子的齿数为5，阴转子的齿数为7。

从以上技术方案可以看出，本发明的螺杆膨胀机具有噪音小，高速旋转时气动损失小，运行平稳，高效可靠的特点；通过设置快装式进气板可大规模均衡生产，同时可适应现场工况的波动和变化；阴转子及阳转子分别采用分体结构，加工、安装、维护方便，大幅降低成本。

附图说明

图1为本发明的螺杆膨胀机的剖视图。

图2为图1的螺杆膨胀机的主视图，其中进气通道为剖视图。

图3为图1的螺杆膨胀机的阴转子及阳转子配合的截面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。

请参照图1至图3，为本发明的一种较佳实施例的螺杆膨胀机，包括壳体10、连接壳体10前端的前支座11、连接前支座11的前端的前盖12、连接壳体10后端的后盖13、安装在壳体10内的阴转子20及阳转子30；该阴转子20包括阴螺杆转轴21及阴螺杆螺套22；该阳转子30包括阳螺杆转轴31及阳螺杆螺套32；所述阴螺杆转轴21穿设连接所述阴螺杆螺套22，所述阳螺杆转轴31穿设所述阳螺杆螺套32。所述阴螺杆转轴21的后端固定有第一同步齿轮210，所述阳螺杆转轴31的后端固定有第二同步齿轮310，该第二同步齿轮310与第一同步齿轮210啮合连接。在本实施例中，该第一同步齿轮210的直径大于第二同步齿轮310的直径，该第一同步齿轮210及第二同步齿轮310位于所述后盖13内。

阴螺杆转轴21的前端及阳螺杆转轴31的前端与前支座11的配合部分自前盖12朝向壳体10依次设有高压端混合陶瓷轴承41、高压端柔性石墨密封42、高压端蜂巢密封43；阴螺杆转轴21的后端及阳螺杆转轴31的后端与壳体10的配合部分自后盖13朝向壳体10依次设有低压端混合陶瓷轴承51、低压端柔性石墨密封52、低压端蜂巢密封53。

在本发明中，高压端混合陶瓷轴承41与低压端混合陶瓷轴承51在材料上是相同的，只是长度不同，高压端混合陶瓷轴承41的长度大于低压端混合陶瓷轴承51的长度。同理，高压端柔性石墨密封42与低压端柔性石墨密封52、高压端蜂巢密封43与低压端蜂巢密封53的区别也仅为长度不同从而起到的高低压作用不同。

由于阴螺杆转轴21及阳螺杆转轴31采用了高压端混合陶瓷轴承41及低压端混合陶瓷轴承51作为轴承配件，运行时具有较小的摩擦，高速旋转时无需太多的润滑油，在密封失效泄漏进工质时，依然保持良好的润滑性能而不会导致轴承损坏。确保设备安全可靠运行。

由于阴螺杆转轴21及阳螺杆转轴31采用了高压端蜂巢密封43及低压端蜂巢密封53，这种密封是非接触式密封，在转子高速旋转时，工质在特殊的蜂巢结构中迅速降压降温，逐级减压，而形成良好的密封。由于是非接触式的，没有阻耗，提高了效率。而采用了高压端柔性石墨密封42及低压端柔性石墨密封52，这种密封是接触式密封，具有自润滑性。在低速启动时完全靠接触密封。在高速旋转时，靠离心力张开，而离开转子表面。此时没有接触，完全靠蜂巢密封起作用。由于采用了高压端蜂巢密封43与高压端柔性石墨密封42、低压端蜂巢密封53与低压端柔性石墨密封52的共同配合，高压端混合陶瓷轴承41及低压端混合陶瓷轴承51的作用，使得阴螺杆转轴21及阳螺杆转轴31在低速及高速中均能密封并具有较小的摩擦，密封性能好、噪音小。

请再次参阅图2，所述前支座11上设有进气道110，该进气道110具有进气口115。所述螺杆膨胀机还包括设置在前支座11上的快装式进气板60，该快装式进气板60插设在前支座11上并靠近壳体10设置。快装式进气板60上设有连接口(图未示)，该连接口连通所述进气道110及壳体10的内部。高温的工质从进气口115进入进气道110后，再从进气板60的连接口进入壳体10的内部，从而推动阴转子20及阳转子30转动。该快装式进气板60通过拔插的方式安装在前支座11与壳体10之间。当螺杆膨胀机调试时或者对应接入的工质产生变化时，不同的排汽参数需要不同的进气角，本发明的螺杆膨胀机通过更换不同的快装式进气板60即可达到调整进气角，无需将整个螺杆膨胀机进行解体调角度，方便快捷。可以理解地，同一个螺杆膨胀机可以准备多个规格快装式进气板60，各快装式进气板60的进气角甚至连接口尺寸不同，以满足调整需要。各快装式进气板60均能与螺杆膨胀机匹配安装，并且密封连接。

请再次参阅图3，所述阳转子30的齿数为5，阴转子20的齿数为7，采用5：7的齿数组合，在保证转子刚度的同时提供更高的效率；而结合5：7的齿数组合；阴转子20与阳转子30采用第四代型线，具有更短的接触线长度，更小的泄漏三角形面积；完全的带密封，具有更好的密封性能；完全流线型齿形，具有较小的的汽动损失，运行时极大的减少了噪音。

其中，阴转子20和阳转子30均采用分体组合式结构，更容易形成批量生产，降低成本；阴螺杆转轴21及阴螺杆螺套22、或者螺杆转轴31及阳螺杆螺套32可以分别使用不同材质，可大幅降低了成本；转轴更容易热处理，具有更好的刚性和韧性，能承受更大压差而保持不变形；螺套受损后可直接更换，节约了成本。

本发明所述螺杆膨胀机具有噪音小，承压能力高，高速旋转时气动损失小，运行平稳，高效可靠；通过设置快装式进气板60，可大规模均衡生产，同时可适应现场工况的波动和变化；阴转子20及阳转子30分别采用分体结构，加工、安装、维护方便，大幅降低成本。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种螺杆膨胀机，其特征在于：包括一壳体、连接壳体前端的前支座、连接前支座的前端的前盖、连接该壳体后端的后盖、安装在该壳体内的阴转子及阳转子；该阴转子包括阴螺杆转轴及阴螺杆螺套；该阳转子包括阳螺杆转轴及阳螺杆螺套；所述阴螺杆转轴的后端固定有第一同步齿轮，所述阳螺杆转轴的后端固定有第二同步齿轮，该第二同步齿轮与第一同步齿轮啮合连接；所述阴螺杆转轴的前端及阳螺杆转轴的前端与前支座的配合部分自前盖朝向壳体依次设有高压端混合陶瓷轴承、高压端柔性石墨密封、高压端蜂巢密封；所述阴螺杆转轴的后端及阳螺杆转轴的后端与壳体的配合部分自后盖朝向壳体依次设有低压端混合陶瓷轴承、低压端柔性石墨密封、低压端蜂巢密封。

2.根据权利要求1所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述前支座上设有进气道；所述螺杆膨胀机还包括设置在前支座上的快装式进气板，该快装式进气板插设在前支座上并靠近壳体设置；该快装式进气板上设有连接口以连通所述进气道及壳体的内部。

3.根据权利要求1所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阴转子的阴螺杆转轴及阴螺杆螺套由不同材料制成。

4.根据权利要求1所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阳转子的阳螺杆转轴及阳螺杆螺套由不同材料制成。

5.根据权利要求1所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阳转子的齿数为5，阴转子的齿数为7。

6.一种螺杆膨胀机，其特征在于：包括一壳体、连接壳体前端的前支座、连接前支座的前端的前盖、连接该壳体后端的后盖、安装在该壳体内的阴转子及阳转子、设置在前支座上的快装式进气板；该阴转子包括阴螺杆转轴及阴螺杆螺套；该阳转子包括阳螺杆转轴及阳螺杆螺套；所述阴螺杆转轴的前端及阳螺杆转轴的前端与前支座的配合部分自前盖朝向壳体依次设有高压端混合陶瓷轴承、高压端柔性石墨密封、高压端蜂巢密封；所述阴螺杆转轴的后端及阳螺杆转轴的后端与壳体的配合部分自后盖朝向壳体依次设有低压端混合陶瓷轴承、低压端柔性石墨密封、低压端蜂巢密封；所述前支座上设有进气道，所述快装式进气板上设有连接口以连通所述进气道及壳体的内部；所述快装式进气板通过拔插的方式安装在前支座与壳体之间并与前支座密封连接。

7.根据权利要求6所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阴转子的阴螺杆转轴及阴螺杆螺套由不同材料制成。

8.根据权利要求6所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阳转子的阳螺杆转轴及阳螺杆螺套由不同材料制成。

9.根据权利要求6所述的螺杆膨胀机，其特征在于：所述阳转子的齿数为5，阴转子的齿数为7。