CN105673084B - 热平衡结构工作静盘及热平衡结构涡旋膨胀机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热平衡结构工作静盘及一种热平衡结构涡旋膨胀机，属于涡旋膨胀机技术领域。热平衡结构工作静盘，其具有涡旋槽工作腔，涡旋槽工作腔在其后背板中心处设置有工作腔进气口、在其后背板的边缘处设置有工作腔出气口，后背板内还布置有换热槽，换热槽具有换热槽进气口、换热槽出气口，换热槽进气口与工作腔出气口连通。热平衡结构涡旋膨胀机，具有上述热平衡结构工作静盘。本发明结构简单、成本较低。

Description

热平衡结构工作静盘及热平衡结构涡旋膨胀机
技术领域
本发明涉及一种热平衡结构工作静盘及一种热平衡结构涡旋膨胀机，属于涡旋膨胀机技术领域。
背景技术
涡旋膨胀机工作时，高压天然气从工作腔进气口进入工作机组,在涡旋槽工作腔中完成对工作动盘的驱动的同时释放压力,膨胀体积,然后从工作腔出气口进到换热槽，最后从换热槽出气口排出工作机组。在工作过程中，工作动盘底面、顶面与工作静盘底面、顶面在工作中有相对运动,摩擦发热。高压气体压力下降,体积膨胀吸热后,温度要下降。摩擦产生的热量不能积聚在工作腔内,否则,温度会持续升高,影响正常工作。高压天然气进气温度本身并不高,降压过大并体积膨胀过大需要吸收大量热量(旋转涡轮膨胀机就是因为得不到足够的热量补充而导致温度达到冰点以下)。一个发热,一个吸热,独立的存在都需要采取措施加以消除的。现有技术中的热平衡结构较复杂，成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本较低的热平衡结构工作静盘。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：热平衡结构工作静盘，其具有涡旋槽工作腔，涡旋槽工作腔在其后背板中心处设置有工作腔进气口、在其后背板的边缘处设置有工作腔出气口，后背板内还布置有换热槽，换热槽具有换热槽进气口、换热槽出气口，换热槽进气口与工作腔出气口连通。
进一步的是:换热槽为圆环形，换热槽与涡旋槽工作腔沿同一中心轴线布置。
进一步的是:换热槽包含多个与涡旋槽工作腔同心设置的单元环形槽，相邻两个单元环形槽首尾连通，使得换热槽进气口、换热槽出气口之间形成单向气流通道。
相应地，本发明还提供一种热平衡结构涡旋膨胀机，具有上述的热平衡结构工作静盘。
本发明的有益效果是：实施时，高压天然气从工作腔进气口进入工作机组,在涡旋槽工作腔中完成对工作动盘的驱动的同时释放压力,膨胀体积,然后从工作腔出气口进到换热槽，最后从换热槽出气口排出工作机组。在工作过程中，工作动盘底面、顶面与工作静盘底面、顶面在工作中有相对运动,摩擦发热。高压气体压力下降,体积膨胀吸热后,温度要下降。摩擦产生的热量不能积聚在工作腔内,否则,温度会持续升高,影响正常工作。高压天然气进气温度本身并不高,降压过大并体积膨胀过大需要吸收大量热量(旋转涡轮膨胀机就是因为得不到足够的热量补充而导致温度达到冰点以下)。一个发热,一个吸热,独立的存在都需要采取措施加以消除的。本结构使得二者对冲,相互抵消,以至于不需要增加更复杂的手段来处理这两个问题。二者热量的交换在两个环节进行,一是涡旋槽工作腔内气体膨胀的时侯交换一部分,二是通过涡旋槽工作腔与换热槽之间形成的隔板产生热传递交换。
附图说明
图1为工作静盘的结构示意图；
图2为工作静盘的主视图；
图3为图2的右视图；
图4为图2的后视图；
图5为图2的B-B视图；
图6为图3的D-D视图；
图中标记：81-涡旋槽工作腔，82-后背板，83-工作腔进气口，84-工作腔出气口，85-换热槽，86-换热槽进气口，87-换热槽出气口。
具体实施方式
为便于理解和实施本发明，选本发明的优选实施例结合附图作进一步说明。
如图1～图6所示，热平衡结构工作静盘，其具有涡旋槽工作腔81，涡旋槽工作腔81在其后背板82中心处设置有工作腔进气口83、在其后背板82的边缘处设置有工作腔出气口84，后背板82内还布置有换热槽85，换热槽85具有换热槽进气口86、换热槽出气口87，换热槽进气口86与工作腔出气口84连通。
换热槽85优选结构为:换热槽85为圆环形，换热槽85与涡旋槽工作腔81沿同一中心轴线布置。
换热槽85另一优选结构为:换热槽85包含多个与涡旋槽工作腔81同心设置的单元环形槽，相邻两个单元环形槽首尾连通，使得换热槽进气口86、换热槽出气口87之间形成单向气流通道。
相应地，对于热平衡结构涡旋膨胀机，具有上述的热平衡结构工作静盘。
实施时，高压天然气从工作腔进气口83进入工作机组,在涡旋槽工作腔81中完成对工作动盘(图中未展现工作动盘)的驱动的同时释放压力,膨胀体积,然后从工作腔出气口84进到换热槽85，最后从换热槽出气口87排出工作机组。在工作过程中，工作动盘底面、顶面与工作静盘底面、顶面在工作中有相对运动,摩擦发热。高压气体压力下降,体积膨胀吸热后,温度要下降。摩擦产生的热量不能积聚在工作腔内,否则,温度会持续升高,影响正常工作。高压天然气进气温度本身并不高,降压过大并体积膨胀过大需要吸收大量热量(旋转涡轮膨胀机就是因为得不到足够的热量补充而导致温度达到冰点以下)。一个发热,一个吸热,独立的存在都需要采取措施加以消除的。本结构使得二者对冲,相互抵消,以至于不需要增加更复杂的手段来处理这两个问题。二者热量的交换在两个环节进行,一是涡旋槽工作腔81内气体膨胀的时侯交换一部分,二是通过涡旋槽工作腔81与换热槽85之间形成的隔板产生热传递交换。

Claims (3)

1.热平衡结构工作静盘，其具有涡旋槽工作腔(81)，涡旋槽工作腔(81)在其后背板(82)中心处设置有工作腔进气口(83)、在其后背板(82)的边缘处设置有工作腔出气口(84)，其特征在于：后背板(82)内还布置有换热槽(85)，换热槽(85)具有换热槽进气口(86)、换热槽出气口(87)，换热槽进气口(86)与工作腔出气口(84)连通；换热槽(85)包含多个与涡旋槽工作腔(81)同心设置的单元环形槽，相邻两个单元环形槽首尾连通，使得换热槽进气口(86)、换热槽出气口(87)之间形成单向气流通道。
2.如权利要求1所述的热平衡结构工作静盘，其特征在于:换热槽(85)为圆环形，换热槽(85)与涡旋槽工作腔(81)沿同一中心轴线布置。
3.热平衡结构涡旋膨胀机，其特征在于:具有如权利要求1或2所述的热平衡结构工作静盘。
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