CN220378351U - 一种立式油浸式制动透平膨胀机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式油浸式制动透平膨胀机，包括蜗壳，所述蜗壳的工作端设置有扩压室，所述蜗壳的制动端设置有制动油腔；所述蜗壳的内部以竖直转轴为轴线转动安装有径向止推轴承，所述径向止推轴承的内孔中转动安装有竖轴，所述竖轴的一端延伸至扩压室的内部并套装有工作叶轮，所述竖轴的另一端延伸至制动油腔的内部并套装有制动轮，所述径向止推轴承的止推面上设置有与制动油腔连通的油孔，所述蜗壳的侧壁上设置有与油孔连通的注油道；本实用新型通过立式的转子结构实现油制动，有效精简膨胀机的内部结构，同时避免油制动过程中润滑油温度过高造成轴承烧损。

Description

一种立式油浸式制动透平膨胀机

技术领域

本实用新型属于透平膨胀机的技术领域，具体涉及一种立式油浸式制动透平膨胀机。

背景技术

油制动膨胀机是在转轴上悬挂一制动轮作为转子结构，在制动轮的外侧固定安装制动套作为定子结构，然后在转子结构和定子结构的间隙之间通入一定压力的润滑油，通过制动轮与润滑油的摩擦将膨胀端输出的功转换为热量，并由润滑油将热量带到油冷却器中冷却。通过调节供油油量和油压即可改变透平膨胀机的制动负荷和转速。

但是，现有的透平膨胀机内部的转子结构通常为卧式结构，即转轴为水平横轴，在横轴的两端分别设置工作叶轮与制动轮，同时为了稳定支撑横轴，在横轴的两端还设置有前轴承、后轴承等支撑结构。这就造成传统的卧式透平膨胀机的转子结构冗杂、体积大、重量大，对其进行制动时需要较大的制动力，进而造成润滑油在制动轮与制动轮套之间的间隙中剧烈摩擦产生大量的热量，而且热量在狭窄空间中难以及时散失，容易造成轴承结构因润滑油高温而烧损。

因此，针对传统的卧式透平膨胀机内部的卧式转子结构存在的需要制动力大、润滑油容易剧烈升温且散热不及时造成轴承烧损的问题，本实用新型公开了一种立式油浸式制动透平膨胀机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种立式油浸式制动透平膨胀机，通过立式的转子结构实现油制动，有效精简膨胀机的内部结构，同时避免油制动过程中润滑油温度过高造成轴承烧损。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种立式油浸式制动透平膨胀机，包括蜗壳，所述蜗壳的工作端设置有扩压室，所述蜗壳的制动端设置有制动油腔；所述蜗壳的内部以竖直转轴为轴线转动安装有径向止推轴承，所述径向止推轴承的内孔中转动安装有竖轴，所述竖轴的一端延伸至扩压室的内部并套装有工作叶轮，所述竖轴的另一端延伸至制动油腔的内部并套装有制动轮，所述径向止推轴承的止推面上设置有与制动油腔连通的油孔，所述蜗壳的侧壁上设置有与油孔连通的注油道。

工作叶轮在扩压室的内部转动时，即带动竖轴转动，进而带动竖轴制动端套装的制动轮在制动油腔内部转动。蜗壳的侧壁上设置有注油道用于注入润滑油，径向止推轴承的止推面上设置有油孔，油孔的进端与注油道的出端连接，油孔的出端则通向径向止推轴承的内孔与竖轴之间的间隙。通过注油道注入润滑油，使得润滑油通过注油道与油孔流动至径向止推轴承的内孔与竖轴之间的间隙，进而对径向止推轴承进行润滑。同时，在重力的作用下，多余的润滑油从径向止推轴承的内孔与竖轴之间的间隙向下溢出，并滴落在制动轮表面，实现控制制动轮转速的作用。同时，润滑油继续向下滴落至制动油腔进行存积，使得制动轮的下部浸没在润滑油中，通过控制制动油腔中润滑油油位的高度，即可调节润滑油淹没制动轮的高度，进而调控制动轮的转速。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述制动油腔的外侧设置有冷却腔，所述冷却腔的一侧设置有冷却液进口，所述冷却腔的另一侧设置有冷却液出口。冷却腔中存积有冷却液，通过冷却腔中的冷却液与制动油腔中的润滑油进行换热，进而对润滑油进行降温散热。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述制动油腔的底部设置有排油阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述制动油腔的内部设置有温度传感器与油位传感器。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述蜗壳的内部对应工作叶轮的位置设置有可调喷嘴。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述可调喷嘴与径向止推轴承之间设置有套装在竖轴上的密封隔板。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述可调喷嘴的外侧设置有保冷槽，所述保冷槽中设置有保冷板。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述蜗壳的工作端的内部设置有锥形扩压套，所述锥形扩压套的内部对应工作叶轮设置有扩压室。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述锥形扩压套的外侧设置有叶轮密封盖，所述叶轮密封盖靠近工作叶轮的一端与工作叶轮的工作面配合形成密封室。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型在蜗壳的内部设置绕竖直轴线转动的径向止推轴承，并在径向止推轴承的内孔中转动安装竖直的竖轴，同时在竖轴的两端分别套装工作叶轮与制动轮构成转子结构，相比于传统的卧式透平膨胀机中的水平转子结构，竖直转子结构不需要设置前轴承与后轴承，也不需要在制动轮的外侧设置制动套，进而大大精简了转子的结构，减轻了转子的重量，进而有效降低了转子的制动力要求；同时，本实用新型通过在蜗壳的制动端设置制动油腔，通过在制动油腔的内部放置润滑油，使得制动轮与制动油腔中的润滑油直接摩擦以对转子进行调速制动，同时大大增加了润滑油的散热空间，有效避免润滑油油温过高造成轴承烧损。

附图说明

图1为立式油浸式制动透平膨胀机的结构示意图；

图2为图1的A处局部放大图；

图3为卧式油浸式制动透平膨胀机的结构示意图。

其中：1-蜗壳；2-径向止推轴承；3-竖轴；4-工作叶轮；5-制动轮；6-可调喷嘴；7-密封隔板；8-保冷板；9-锥形扩压套；10-叶轮密封盖；11-横轴；12-制动套；13-前轴承；14-后轴承；001-扩压室；002-制动油腔；003-冷却腔。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种立式油浸式制动透平膨胀机，如图1和图2所示，包括蜗壳1，所述蜗壳1的工作端设置有扩压室001，所述蜗壳1的制动端设置有制动油腔002；所述蜗壳1的内部以竖直转轴为轴线转动安装有径向止推轴承2，所述径向止推轴承2的内孔中转动安装有竖轴3，所述竖轴3的一端延伸至扩压室001的内部并套装有工作叶轮4，所述竖轴3的另一端延伸至制动油腔002的内部并套装有制动轮5，所述径向止推轴承2的止推面上设置有与制动油腔002连通的油孔，所述蜗壳1的侧壁上设置有与油孔连通的注油道。

蜗壳1的内部设置有竖直的安装腔，安装腔中转动安装有绕竖直转轴进行转动的径向止推轴承2。竖轴3的外侧设置有与径向止推轴承2的端面配合的轴肩以实现对竖轴3在竖直方向上的定位，竖轴3的轴段则与径向止推轴承2的内孔转动配合连接。蜗壳1的顶部为工作端并设置有扩压室001，扩压室001的内部设置有套装在竖轴3顶端的工作叶轮4。蜗壳1的底端为制动端并设置有制动油腔002，制动油腔002中设置有套装在竖轴3底端的制动轮5。当流体进入扩压室001进行增压后，带动工作叶轮4转动，进而带动竖轴3与制动轮5进行转动。制动油腔002的内部存放有一定高度的润滑油以将制动轮5的底部淹没，当制动轮5转动时，通过制动轮5直接与制动油腔002中的润滑油摩擦，进而将转子结构工作端输出的功消耗，同时对转子的转速进行制动控制。通过控制制动油腔002中润滑油的深度与黏度，进而调节润滑油淹没制动轮5的高度以及与调节润滑油与制动轮5之间的摩擦力，进而对转子进行灵活制动。

在蜗壳1的侧壁上设置有注油道，在径向止推轴承2的止推面上设置有与注油道连接的油孔，油孔的进端与注油道的出端连接，油孔的出端则通向径向止推轴承2的内孔与竖轴3之间的配合间隙。通过注油道向径向止推轴承2的内孔与竖轴3之间的配合间隙注入润滑油实现对竖轴3的润滑，同时多余的润滑油在重力作用下向下溢出配合间隙并滴落在制动轮5上，进一步对转子的转速进行调控。

进一步的，径向止推轴承2的止推端面上还沿周向设置有若干个直通孔，直通孔的顶端与径向止推轴承2的顶部的止推面连通，直通孔的底端与制动油腔002连接。少部分从径向止推轴承2的内孔与竖轴3之间的配合间隙向上溢出的润滑油麦通过直通孔滴落至制动油腔002中。

采用上述结构取代了如图3所示的传统的卧式油浸式制动透平膨胀机中需要在制动轮5的外侧套装制动套12的结构，使得制动结构更加精简，同时使得润滑油的制动空间更大，进而保证了润滑油的散热效率，有效避免润滑油热量过高导致轴承烧损。

同时，径向止推轴承2的止推面油膜比压能够达到3.0Mpa，能够承受8000N的转子重量，进而实现对转子结构进行稳定支撑。并且取代了传统的卧式油浸式制动透平膨胀机中需要在横轴11的前后两端套设前轴承13与后轴承14的结构，大大精简了转子结构，同时有效缩短了转子结构的轴向长度，进而能够将配套的蜗壳1的长度缩减。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上做进一步优化，如图1所示，所述制动油腔002的外侧设置有冷却腔003，所述冷却腔003的一侧设置有冷却液进口，所述冷却腔003的另一侧设置有冷却液出口。

冷却腔003环绕包覆在制动油腔002的外侧，冷却腔003的一侧设置有冷却液进口，冷却液进口中设置有带有阀门的冷却液进管；冷却腔003的另一侧设置有冷却液出口，冷却液出口中设置有带有阀门的冷却液出管。通过冷却液进管向冷却腔003中输入冷却液，通过冷却液与制动油腔002中的润滑油进行换热，使得制动油腔002中的润滑油的温度降低，进而避免制动油箱002中的润滑油温度过高造成轴承烧损，冷却液出管则用于排出冷却腔003中的冷却液。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图1所示，所述制动油腔002的底部设置有排油阀，通过开启排油阀，即可将制动油腔002中的润滑油排出，进而调节制动油腔002中润滑油的高度。

所述制动油腔002的内部设置有温度传感器与油位传感器，通过温度传感器实时检测制动油腔002中的润滑油的温度并将温度数据实时发送至外部监控设备。通过油位传感器实时检测制动油腔002中润滑油的高度并将高度数据实时发送至外部监控设备。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，如图1所示，所述蜗壳1的内部对应工作叶轮4的位置设置有可调喷嘴6，通过可调喷嘴6调节流向工作叶轮4的流体的流量，进而调节工作叶轮4受到的压力。

进一步的，所述可调喷嘴6与径向止推轴承2之间设置有套装在竖轴3上的密封隔板7，通过密封隔板7将径向止推轴承2与可调喷嘴6隔离，避免润滑油从径向止推轴承2处溢出至可调喷嘴6区域。

进一步的，所述可调喷嘴6的外侧设置有保冷槽，所述保冷槽中设置有保冷板8，保冷板8采用导热率低的材料制备得到，通过设置保冷板8能够有效降低可调喷嘴6区域的热交换效率。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，如图1所示，所述蜗壳1的工作端的内部设置有锥形扩压套9，所述锥形扩压套9的内部对应工作叶轮4设置有扩压室001。

进一步的，所述锥形扩压套9的外侧设置有叶轮密封盖10，所述叶轮密封盖10靠近工作叶轮4的一端与工作叶轮4的工作面配合形成密封室。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立式油浸式制动透平膨胀机，包括蜗壳（1），其特征在于，所述蜗壳（1）的工作端设置有扩压室（001），所述蜗壳（1）的制动端设置有制动油腔（002）；所述蜗壳（1）的内部以竖直转轴为轴线转动安装有径向止推轴承（2），所述径向止推轴承（2）的内孔中转动安装有竖轴（3），所述竖轴（3）的一端延伸至扩压室（001）的内部并套装有工作叶轮（4），所述竖轴（3）的另一端延伸至制动油腔（002）的内部并套装有制动轮（5），所述径向止推轴承（2）的止推面上设置有与制动油腔（002）连通的油孔，所述蜗壳（1）的侧壁上设置有与油孔连通的注油道。

2.根据权利要求1所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述制动油腔（002）的外侧设置有冷却腔（003），所述冷却腔（003）的一侧设置有冷却液进口，所述冷却腔（003）的另一侧设置有冷却液出口。

3.根据权利要求2所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述制动油腔（002）的底部设置有排油阀。

4.根据权利要求3所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述制动油腔（002）的内部设置有温度传感器与油位传感器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述蜗壳（1）的内部对应工作叶轮（4）的位置设置有可调喷嘴（6）。

6.根据权利要求5所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述可调喷嘴（6）与径向止推轴承（2）之间设置有套装在竖轴（3）上的密封隔板（7）。

7.根据权利要求6所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述可调喷嘴（6）的外侧设置有保冷槽，所述保冷槽中设置有保冷板（8）。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述蜗壳（1）的工作端的内部设置有锥形扩压套（9），所述锥形扩压套（9）的内部对应工作叶轮（4）设置有扩压室（001）。

9.根据权利要求8所述的一种立式油浸式制动透平膨胀机，其特征在于，所述锥形扩压套（9）的外侧设置有叶轮密封盖（10），所述叶轮密封盖（10）靠近工作叶轮（4）的一端与工作叶轮（4）的工作面配合形成密封室。