CN202391477U - 一种透平膨胀机结构 - Google Patents
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Abstract
一种用于制冷设备透平膨胀机的结构。轴中部装有定位套,定位套两端分别装有膨胀端压套和压缩端压套；压缩端压套一侧依次有压缩端轴承、压缩端密封套、压缩端密封板、压缩端叶轮装于轴,膨胀端压套一侧依次有膨胀端轴承、膨胀端密封套、膨胀端密封板、膨胀端叶轮装于轴；定位套内装弹簧，弹簧两端分别与膨胀端压套和压缩端压套相顶。本实用新型用标准滚动轴承取代现有技术中的油膜轴承来承载中心转子，大大降低了产品加工的难度和成本，同时由于滚动轴承属于静态定位，不会偏离中心而造成摩擦，从而大大提高产品寿命。对润滑油的要求大大降低，对润滑油的供油量和油温没有严格的限制，耗油量低，降低了运行成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于制冷设备透平膨胀机的结构,具体是一种使用滚动轴承承载中心转子的透平膨胀机结构。
背景技术
透平膨胀机产品作为一种比较成熟的制冷设备产品,在烯烃回收装置、流化床催化裂化装置（FCC）、硝酸装置、压缩空气蓄能发电装置（CAES）等都有很多的应用。透平膨胀机的原理是绝热等熵循环的一种应用。当压缩空气流过膨胀端叶轮时，压力能变为动能，推动膨胀端叶轮高速旋转，同时气流在膨胀端叶轮中膨胀，从而使膨胀端出口的气流温度急剧下降，产生冷量。同时膨胀端叶轮带动同轴的压缩端叶轮等速旋转，由于离心力作用将空气增压加温，消耗膨胀端产生的功率，从而达到两端的平衡。
目前国内外透平膨胀机产品多采用油膜轴承承载结构，图1为一种现有技术中的常用结构。此类结构主要由膨胀端叶轮1'、膨胀端密封板2'、膨胀端密封套3'、膨胀端轴承4'、轴5'、压缩端轴承6'、压缩端密封板7'、压缩端密封套8'和压缩端叶轮9'组成。其中膨胀端密封板2'和压缩端密封板7'为一对结构相同的零件，膨胀端密封套3'和压缩端密封套8'为一对结构相同的零件。轴5'与两端轴承之间在径向和轴向上均存有细小的间隙，在产品运行时，通过轴的旋转将润滑油甩出，从而在间隙中形成一层具有一定承载能力的润滑油油膜以承载中心转子，使中心转子部分浮在油膜中高速旋转而不会和周围接触，以保证产品运行的可靠性。同时两端密封板和密封套之间依靠迷宫式密封将润滑油封在轴承室内，使其不会进入两端叶轮而混入来气介质中。
这种承载方式对轴承加工精度要求很高，而且由于在装配时轴承和轴之间的要求装配间隙很小，装配难度也很高。在运行过程中若由于各种原因使轴承加工型面因摩擦而有所损坏时，会极大影响轴承油膜的形成，从而破坏中心转子的平衡。这种情况又会反过来加速损坏轴承型面，造成恶性循环，最终导致产品损坏。
此外由于这种结构的透平膨胀机是依靠油膜来承载中心转子，因此对于润滑油的要求非常高，产品运行日常维护和操作中对于润滑油的供油量和油温都有严格要求，耗油量很大，这样使得操作非常繁琐（需时刻控制供油量和油温），同时也提高了产品的运行成本。
发明内容
本实用新型的发明目的在于提供一种可靠性大大提高，同时对润滑油的要求大大降低、简化日常操作、使用维护方便、运行成本低的使用滚动轴承承载中心转子的透平膨胀机结构。
本实用新型的技术方案在于:轴中部装有定位套, 定位套两端分别装有膨胀端压套和压缩端压套；压缩端压套 一侧依次有压缩端轴承、压缩端密封套、压缩端密封板、压缩端叶轮装于轴, 膨胀端压套一侧依次有膨胀端轴承、膨胀端密封套、膨胀端密封板、膨胀端叶轮装于轴；定位套内装弹簧，弹簧两端分别与膨胀端压套和压缩端压套相顶。
所说的膨胀端轴承和压缩端轴承所用的轴承为精密滚动轴承。
所说的精密滚动轴承为角接触球轴承。
所说的膨胀端密封板和压缩端密封板结构相同；所说的膨胀端密封套和压缩端密封套结构相同；所说的膨胀端轴承和压缩端轴承结构相同；所说的膨胀端压套和压缩端压套结构相同。
所说的膨胀端压套上有用于给膨胀端轴承供油的压套小孔。
所说的压缩端压套上有用于给压缩端轴承供油的压套小孔。
所说的膨胀端密封板和膨胀端密封套之间采用迷宫式密封方式将润滑油封在轴承室内。
所说的压缩端密封板和压缩端密封套之间采用迷宫式密封方式将润滑油封在轴承室内。
本实用新型用标准滚动轴承取代现有技术中的油膜轴承来承载中心转子，首先由于轴承为标准成件，性价比高，不需额外加工精度要求很高的油膜轴承，这样就大大降低了产品加工的难度和成本，同时由于滚动轴承属于静态定位，和油膜轴承动态定位不同，动态定位中心转子是在运动中旋转，容易偏离中心而造成摩擦，而滚动轴承由机械静态定位，只要轴承不发生损坏，就可以一直保持转子在中心运转，不会偏离中心而造成摩擦，从而大大提高产品寿命。
此外由于滚动轴承主要靠轴承自身机械结构承载，供油只是为了提供润滑和冷却，因此对润滑油的要求大大降低，对润滑油的供油量和油温也没有严格的限制，耗油量也低，使得日常操作非常方便（只需开关油路阀门即可），同时也降低了运行成本。
附图说明
图1为现有技术中油膜轴承承载结构的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
图2中,本实用新型的结构主要由膨胀端叶轮1、膨胀端密封板2、膨胀端密封套3、膨胀端轴承4、膨胀端压套5、定位套6、弹簧7、压缩端压套8、压缩端轴承9、压缩端密封套10、压缩端密封板11、压缩端叶轮12和轴13组成。其中膨胀端密封板2和压缩端密封板11为一对结构相同的零件，膨胀端密封套3和压缩端密封套10为一对结构相同的零件，膨胀端轴承4和压缩端轴承9为一对结构相同的零件，膨胀端压套5和压缩端压套8为一对结构相同的零件。膨胀端轴承4和压缩端轴承9选用角接触球轴承，这种轴承可以同时承载径向和轴向载荷，承载能力强，额定转速高，质量可靠。同时考虑到轴承的轴向定位问题，在两轴承之间用定位套6和两端的膨胀端压套5和压缩端压套8对其进行定位，同时由弹簧7来顶住膨胀端轴承4和压缩端轴承9，达到对轴承的预紧。膨胀端轴承4和压缩端轴承9供油分别由两端的膨胀端压套5和压缩端压套8中的小孔以一定角度喷入轴承，达到对轴承润滑降温的目的。同时膨胀端密封板2和膨胀端密封套3之间,压缩端密封板11和压缩端密封套10之间采用同样的迷宫式密封方式将润滑油封在轴承室内，使其不会进入两端叶轮而混入来气介质中。
Claims (8)
1.一种透平膨胀机结构，其特征在于:轴(13)中部装有定位套(6), 定位套(6)两端分别装有膨胀端压套(5)和压缩端压套(8)；压缩端压套 (8)一侧依次有压缩端轴承(9)、压缩端密封套(10)、压缩端密封板(11)、压缩端叶轮(12)装于轴(13), 膨胀端压套(5)一侧依次有膨胀端轴承(4)、膨胀端密封套(3)、膨胀端密封板(2)、膨胀端叶轮(1)装于轴(13)；定位套(6)内装弹簧(7)，弹簧(7)两端分别与膨胀端压套(5)和压缩端压套(8)相顶。
2.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于: 所说的膨胀端轴承(4)和压缩端轴承(9)所用的轴承为精密滚动轴承。
3.根据权利要求2所述透平膨胀机结构，其特征在于: 所说的精密滚动轴承为角接触球轴承。
4.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于: 所说的膨胀端密封板(2)和压缩端密封板(11)结构相同；所说的膨胀端密封套(3)和压缩端密封套(10)结构相同；所说的膨胀端轴承(4)和压缩端轴承(9)结构相同；所说的膨胀端压套(5)和压缩端压套(8)结构相同。
5.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于:所说的膨胀端压套(5)上有用于给膨胀端轴承供油的压套小孔。
6.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于:所说的压缩端压套(8)上有用于给压缩端轴承供油的压套小孔。
7.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于:所说的膨胀端密封板(2)和膨胀端密封套(3)之间采用迷宫式密封方式将润滑油封在轴承室内。
8.根据权利要求1所述透平膨胀机结构，其特征在于:所说的压缩端密封板(11)和压缩端密封套(10)之间采用迷宫式密封方式将润滑油封在轴承室内。
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2012
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